行业动态(新技术)

全新物种“生物机器人”xenobot面世

《美国科学院院报》(PNAS) 日前刊登了一篇论文引起轰动，论文标题为《用于设计可重构生物体的可扩展性管线研究》，这项研究来自美国佛蒙特大学、塔夫茨大学和哈佛大学科学家的合作，其成果是研究成功一种全新的生命体模型“xenobot”。

据悉，这是全球首例活的、能自愈机体的机器人。其组成是生物细胞，但形状结构是人为设计制造的，因此，它属于人造的物体，是一种机器人。然而，xenobot是有机体，与一般机械结构无生命的机器人不同，是一种全新的物种——异种机器人。

研究团队使用非洲爪蛙的心脏细胞（收缩细胞）和表皮细胞（被动细胞）结合创造了xenobot。两种细胞结合的依据，是佛蒙特大学的超级计算机Deep Green设计出来的模型，如下图所示，左图是各种模型，右图是根据模型产生的xenobot。研究人员搭建了很多模型，其中大部分模型生成失败，最终，可以存活并移动的xenobot被成功设计出来。

在成功的xenobot模型中，一般个体小于1mm，聚集了500-1000个皮肤细胞和心脏细胞，这些细胞组成的机器人在水环境中大概能存活7-10天，而无需补充营养，有的机器人模型可直线前行，有的可绕圈。研究人员表示，心脏细胞会自动收缩放松，犹如小型发动机驱动xenobot前进，并且在机体受损后能够治愈伤口。当细胞能量用完后，xenobot会像生物自然死亡一样崩溃腐烂。

（曾）

英国大学研发出可卷软体机器人

英国布里斯托大学的研究人员发现了一种将人造肌肉和电粘附力嵌入软材料中的新方法，基于该方法，他们创造出可拉伸、高度变形、完全柔软的类似皮肤的机器人ElectroSkin。该研究成果已发表在英文杂志《Soft Robotics》上。

据悉，ElectroSkin由全软弹性体和易于获得的导电材料制成，具有轻巧、无噪音、柔软、能耗低等特性，易于制造且可以放入口袋，能实现自驱动、自握和自定位功能。

ElectroSkin将介电弹性体致动器(DEAs)和软电粘接剂(EAs)结合在一个完全兼容的多层复合皮肤状结构中，以实现软设备的主动和电可控致动、粘合和抓握功能。DEAs由可变形介电膜制成，夹在两个顺应电极之间；EAs包括附着或嵌入在软电介质中的顺应性平面电极。研究人员利用DEAs和EAs的共同特征，将复合人造皮肤的区域定义为主动/被动区域。活动区域可以用作机电执行器或静电夹具元件，也可同时用作两者。

利用ElectroSkin，研究人员可以创造出在危险环境中进行环境监测和部署的轻薄型机器人，也可用于精致物体的机器人夹具以及新的可穿戴技术。

（来源：机器人大讲堂）

中科大提出磁控微纳机器人新技术

近期，中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室吴东教授和胡衍雷副教授研究团队，利用调制结构光场高效加工出空心管状结构和锥形螺旋结构微纳机器人，这种结构的微纳机器人泳动性能和装载货物的能力强。

在研究过程中，该团队首先设计出具有特殊相位信息的光场全息图，并将其加载于空间光调制器面板上，调制出可用于高效加工空心管状和锥形螺旋结构的三维涡旋光场。相比于传统的激光直写加工（DLW），光场加工速度可最快提高600倍。

然后，研究人员在锥形螺旋结构的微纳机器人表面加入磁性响应材料，采用自行搭建的三维亥姆霍兹线圈控制系统，调节输入电流的相位信息，在三维空间内形成旋转磁场，磁场方向的改变使磁性结构受到磁力矩作用，进而完成有效驱动。利用磁场梯度和方向的变化，锥形螺旋结构和空心管状结构的微纳机器人可以有效完成微结构的精确导向。

最后，研究人员在医疗领域进行了实验：在锥形螺旋结构内部与外部分别装载纳米及微米级货物，在患者体外完成了神经干细胞的移植；利用管状微结构装载运输抗癌药物（DOX）对癌细胞（Hela）进行有效治疗，并通过荧光验证了治疗效果。

（来源：中国科学技术大学）