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日本團(tuán)隊(duì)制成由肌肉組織驅(qū)動的兩足機(jī)器人

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2024-02-18  來源:新華網(wǎng)  瀏覽次數(shù):539
核心提示:日本東京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出的這款機(jī)器人是基于此前利用肌肉組織的生物混合機(jī)器人開發(fā)的,肌肉組織已可驅(qū)動機(jī)器人向前爬行、直線游泳和緩慢轉(zhuǎn)彎,但不能急轉(zhuǎn)彎,而能夠旋轉(zhuǎn)和急轉(zhuǎn)彎是機(jī)器人避開障礙物所必需的特性。
 日本團(tuán)隊(duì)制成由肌肉組織驅(qū)動的兩足機(jī)器人

新華社北京2月5日電 日本研究人員從人類步態(tài)中獲得靈感,將實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的肌肉組織和硅橡膠等人造材料結(jié)合在一起,制造了一款可以行走和旋轉(zhuǎn)的兩足機(jī)器人。該方法近日發(fā)表在細(xì)胞出版社旗下刊物《材料》雜志上。

日本東京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出的這款機(jī)器人是基于此前利用肌肉組織的生物混合機(jī)器人開發(fā)的,肌肉組織已可驅(qū)動機(jī)器人向前爬行、直線游泳和緩慢轉(zhuǎn)彎,但不能急轉(zhuǎn)彎,而能夠旋轉(zhuǎn)和急轉(zhuǎn)彎是機(jī)器人避開障礙物所必需的特性。

為了制造一個(gè)動作更精細(xì)靈活的機(jī)器人,研究人員以上述研究為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種模仿人類步態(tài)并能在水中操作的生物混合機(jī)器人。該機(jī)器人有一個(gè)泡沫浮標(biāo)頂部和兩條加重的腿,能幫助它在水下直立。機(jī)器人的骨架主要由硅橡膠制成,可以彎曲和繃緊以適應(yīng)肌肉運(yùn)動。然后,研究人員將實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的條狀骨骼肌組織連接到硅橡膠和每條腿上。

當(dāng)研究人員用電流刺激肌肉組織時(shí),這些肌肉收縮,從而讓機(jī)器人抬起腿;當(dāng)電流消散時(shí),其腳后跟會向前移動并著地。通過每5秒鐘在左右腿之間交替用電刺激,生物混合機(jī)器人成功地以每分鐘5.4毫米的速度向前“行走”。如需要機(jī)器人轉(zhuǎn)彎,研究人員每5秒鐘反復(fù)電擊右腿,同時(shí)左腿充當(dāng)錨,最終機(jī)器人在62秒鐘內(nèi)完成了90度左轉(zhuǎn)。研究結(jié)果表明,這種肌肉驅(qū)動的兩足機(jī)器人可以行走、停止,并做出有規(guī)則的轉(zhuǎn)彎動作。

研究人員表示,使用肌肉驅(qū)動可以讓機(jī)器人結(jié)構(gòu)更緊湊,并通過柔軟的觸感實(shí)現(xiàn)高效、無聲的運(yùn)動。該團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃為兩足機(jī)器人提供關(guān)節(jié)和更厚的肌肉組織,以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜、更有力的運(yùn)動。
 
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