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华东在线 >> 华东百科 >> 科技 >> 机器人黄貂鱼

  机器人黄貂鱼是由美国工程师宣布创造的一个新型的机器鱼,这条机器鱼身长只有0.6英寸(相当于16毫米),鱼身骨架全部都是用黄金打造的。

  结构构造

  这只机器鱼使用了大概20万个的大老鼠的肌肉细胞,使得他能够与黄貂鱼一样在水中优雅的游来游去。

  工程师可以通过控制光脉冲信号来控制这条微小的机器鱼的游动方向以及速度等等。而这个发明创造对整个科学界来说都是意义非凡的,因为这可能会引发一种新的科学方法---利用组织工程学创造仿生生物材料。

  每当提起机器人,人们最先想到的可能就是一个闪闪发光的金属机器,迈着蹒跚的步伐,做着生涩的动作,摇摇晃晃的一个家伙。但是,这次工程师们研发创造出来的这个机器黄貂鱼,能够非常完美的模仿优雅、高效的海洋生物群体。

  更加令人觉得奇怪的是,这条机器黄貂鱼的行动能力以及接受指令的能力却是依靠大老鼠的光敏感心脏细胞。

  设计原理

  由哈佛大学以及牛津大学等研究机构研究出来的新型机器黄貂鱼是利用组织工程建立仿生机器人的一种新方法的尝试。

  这条机器黄貂鱼的设计是基于鳐鱼包括黄貂鱼等的运动规律进行的模拟。而这些鱼是根据他们身体的宽度以及长度,包括从他们头部延伸下来的翅膀一样的鱼鳍的形状来进行区分的。

  这些鱼是通过鱼鳍从前向后的摆动,产生的高效能的波推动其运动,使其能够保障在水中优雅的来去自如。

  受到这个的启发,机器人科学家Sung-Jin Park和他的团队设计了一个微小的软组织机器人,通过测试发现这个微小的软组织机器人只有0.6英尺(大约16毫米)长,重量只有0.4盎司(大约10克),但是却保持了与真实黄貂鱼相似的性能和效率。

  他们制造的这个机器鱼,是一个具有不带电的纯黄金的鱼骨架机器,并且模仿了黄貂鱼的形状,在它的表面覆盖着一层薄薄的弹性聚合物,这样的话就可以使得这个机器黄貂鱼能够非常灵活的在水里来回摆动。

  沿着机器黄貂鱼的顶部,科学家们战略性地植入很多称为“心肌细胞”的大老鼠的肌肉细胞进去,总共使用了大概20万个这种称为“心肌细胞”的大老鼠肌肉细胞。

  当这些称为“心肌细胞”的大老鼠肌肉细胞受到刺激的时候,就会细胞的收缩使得他的鱼鳍向下移动,从而产生水波进行移动。

  因为在称为“心肌细胞”的这些大老鼠细胞通过收缩造成鱼鳍上下移动的过程当中还需要“心肌细胞”的二次膜的帮助。所以科学家们设计了一套纯黄金制造的鱼骨架,通过这个黄金鱼骨架可以储存一些向下的能量,而这些能量的释放,可是使得鱼鳍能够向上移动,就好像是细胞的放松一样,从而实现了鱼鳍的上下移动,控制与的前进与后退。

  与此同时,这些大老鼠的肌肉细胞通过基因工程改造,使得其具有对光的强烈敏感性,这样的话,就可以通过光脉波来控制机器黄貂鱼的移动。

  科学家们通过测试发现,通过不对称光脉冲信号来刺激机器黄貂鱼的基因改造后肌肉细胞能够控制机器黄貂鱼到底是向左移动还是向右移动,与此同时,通过不同频率的光脉冲信号来刺激机器黄貂鱼的基因改造后肌肉细胞能够扑控制机器黄貂鱼到底是以什么样的速度移动。

  通过以上的这种方法,科学家们可以控制这种机器黄貂鱼进行最基本跨越障碍的移动。

  研发意义

  制造机器人很大的一部分原因就是想要更好的了解心脏。因为机器人的很多内部结构与心脏都十分类似,而他就像是一个肌肉泵。

  研究员凯文·基特·帕克(Kevin Kit Parker)对每日邮报说:“我们的想法是通过观察更多的自然界的生物利用反向工程技术,制造更多的肌肉泵,从而能够更好的帮助我们更好的理解心脏以及心脏相关的疾病。”

  与此同时,帕克说:“这项研究发明也帮助了海洋生物学家了解了黄貂鱼究竟是如何建立的,同时也帮助了机器人工程师,让他们看到了可以把细胞用作生物工程材料的可能性,而这对于未来将是一个存在巨大价值与意义的巨大的创新。”

纠正错误

标签: 机器人黄貂鱼

贡献者:李惊艳

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