是人還是機器?日本團隊用「活體肌肉」打造機械手指 機器人能做的事情越來越多了,除了可以掃地、煮咖啡、做漢堡,靈巧程度完全不亞於人類,但除了技術上與人類並駕齊驅,現在就連「軀殼」也越來越接近人類。

最近東京大學生產技術研究所研究人員,研發出了「生物混合機器人(Biohybrid Robot )」,科學家們在人造骨骼上裝上兩組老鼠肌肉,目的是要讓機器人在運作上彈性能夠更細緻,目前這款「生化機械手指」能夠持續運作長達一星期,未來希望能夠在義肢等醫學用途上發揮更大功效。

搭配老鼠成肌細胞,讓肌肉自己「長出來」

要做出「生物混合機器人(Biohybrid Robot )」可以簡單區分為兩大步驟,首先必須先有手指的骨架,科學家利用3D列印做出樹脂材質的手指架構,骨架的頂端和中間分別有兩個電極,兩對電極之間有四個活動的錨點。

另一個部分,就是最關鍵的「活體肌肉」,這些肌肉並不是直接取自於活體動物,而是從人造骨架上直接「長出來」的,聽起來很玄,科學家們的做法,是在骨架上放滿包覆著大鼠肌肉細胞的成肌細胞的水凝膠片,水凝膠片能刺激成肌細胞長成活體肌肉,接著透過骨架上的兩端電極刺激肌肉,肌肉受刺激後就會收縮,連帶著帶動關節運動,來完成機械手指的彎曲動作。

是人還是機器?日本團隊用「活體肌肉」打造機械手指
▲機械手指上淡橘色呈透明狀的組織,就是用老鼠細胞培育出的人造肌肉,透過肌肉的彈性能做出更細緻的動作。
圖片來源:YouTube

為了模擬宛如人類的手指結構,這款生物混合機器人結合了兩組大鼠肌肉來控制手指關節,因此能夠更精準控制機械手指動作,甚至藉由肌肉本身的彈性,提起重量更重的東西。

東京大學機械工程師 Shoji Takeuchi 表示:「如果我們未來能用更大量的肌肉打造機器人,或許就能成功執行更複雜的肌肉運動,像是手掌、手臂或身體其他部份。」

但這套生物混合機器人有一個很大的侷限,就是活體肌肉能只能維持運作一個禮拜的時間,且整套生物混合機器人必須放在培養液中才能保存。

動作更靈活,人造肌肉將應用在機器人

一般機械手臂運作起來也蠻順暢的,許多人會好奇,為什麼還要大費周章搭配人造肌肉呢?

原因是現在常見的金屬、塑膠材質,不論是運動幅度、彈性,都不比有血有肉的活體肌肉來的好,為了在執行指令動作上,完成更細緻準確的任務,搭配活體肌肉的生物混合機器人,會是未來的其中一種解決方案。

但最為現實的問題,仍舊是活體肌肉的使用期限,目前根據日本團隊的實驗,最長也只能保存一周,因此未來的目標除了要優化機械手指的關節靈活度,更要延長機器人的壽命,研究團隊表示,未來若技術更加成熟,就能在裝置上加入更大量的活體肌肉,就能讓機器人做出更多、更複雜的動作,未來能夠用在義肢、骨骼疾病、精密儀器組裝等領域上。

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