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用活体打造机器人,是机器依附于活体还是活体
来源:大比特商务网作者:AI012018-11-01 16:46:36

近些年来,许多科学家在制造机器人的时候都倾向于从动物身上取经,学习它们的敏捷、高效和各种技能。比如此前给大家介绍过的德国的Festo公司所制造的仿生系列机器人。

(Festo制造的仿生蝙蝠)

不得不说从某些能力上来看,这些仿生机器人们已经快追赶上它们参照的动物本体了,但人类依然在追逐完美的道路上前行。

我们都知道研发人员有时会在机器人的设计中运用到生物学,其实还有一种更为直接的方式,那就是直接以生物为基础来打造机器人。

用活体甲壳虫打造搜救机器人

新加坡南洋理工大学研发出了一款机器甲壳虫,可用来完成搜救任务。研究人员在活的甲壳虫身上安装了微型电子设备对其进行控制。

黑甲虫

通过对多类昆虫进行比较,最终黑甲虫依靠体型小(2-2.5厘米)、重量轻(0.5 克)、存活时间长(3个月左右)这三个特性,从众多昆虫中脱颖而出。

研究人员给黑甲虫背上一个“背包”(微型电子设备),这个电子元器件会通过天线连上甲虫的触须。当天线发出电子脉冲时,就会激活昆虫自己的躲避机制,逼迫昆虫立即转向。

与那种直接控制昆虫神经或肌肉的做法不同,这种做法并没有夺走甲壳虫的“灵魂”,它还能通过自己的大脑控制肢体。

它的缺点在于“背包”里只有两颗纽扣电池,因此人类最长可控制机器甲壳虫达 8 小时,不过这也够它跑上整整一公里了,用于小范围搜救还是绰绰有余。

将活体昆虫当成平台来开发混合型机器人

优点

这样的机器人不但能保留昆虫坚硬的外骨骼、柔性关节、柔性致动器和运动能力,还能提升产品的操控性并降低功耗。

让研发者直接跳过了复杂的机器人本体设计,同时昆虫的肌肉系统成了柔性致动器,而神经系统则成了控制系统的一部分。

日本团队用活体肌肉研发手指机器人

这是一只机械臂,它颤巍巍地靠近塑料圆环,弯曲、抬起,将它移到了旁边的圆柱上。机械臂上方两侧粉嫩的部分是活体肌肉。

这个机械臂采用了“生物混合(biohybrid)”设计,模拟人类手指的结构和功能,用两组大鼠肌肉来控制机械臂关节。

需要划重点的是:

虽说这个机械臂用到了活体肌肉,但其实在制造过程中并不需要牺牲任何一只老鼠。这些肌肉是直接从机械指的骨架上“长”出来的。

为了让树脂骨架长出肌肉,科学家们在上面铺满了包裹着成肌细胞(大鼠肌肉细胞)水凝胶片。但它只能保障肌肉长大,却不能让肌肉一直存活。

所以,这个使用活体肌肉的机械指有一个非常大的局限——活体肌肉只能维持一个礼拜的运作时间,且只有在水中才能保持活性。

在人造骨骼上装上两组老鼠肌肉的目的主要是为了让机器人在运作上弹性能够更细致。使用活体肌肉的机械指,还能相互协作,提起更重的东西。

该制作研究团队还表示,未来若技术更加成熟,就能在装置上更大量地加入活体肌肉,让机器人做出更多、更复杂的动作,未来也许能够应用在义肢、骨骼疾病、精密仪器组装等领域上。

随着科技的进步,人类生活越来越便捷,但生物与机器的界限却越发的模糊起来。用活体打造出的机器,这种混合的物体我们究竟该将它划分为机器还是生物?


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