“心脏组织和3D打印相结合 构建了一个微观电机”

达特茅斯大学和香港城市大学thayer工程学院的研究人员从生物学和玩具架中得到灵感，开发出带有光控蜂窝引擎的游泳机器人，能够进行高度反差的药物运输。

研究人员将心脏组织工程、3d打印机翼结构和感光性凝胶结合，生产出了具有停发功能的软件机器人。 可切换的装置在暴露于透过皮肤的近红外光下会改变其形状，在人体血流等流体环境下驱动或制动。

可变形装置明显提高了设计在人体和其他非常规工作环境中工作的机器人的实用性。

香港城市大学的研究小组制作了原始机器人设计，进行了实验测试。 达特茅斯小组建议用机械和数值分解设备，变更尺寸和形状等设计要素。

利用这项技术，我们可以制造出具有前所未有机动性的软变形机器人。 thayer工程助理教授zi chen说。 我们的灵感来源于具有各种结构和功能的可变形玩具。 毕竟，如果没有玩具，可能会改变人们的生活。

生物体可以为了执行特定的动作而改变形状。 刺猬蜷缩在防守的球里。 鸟张开翅膀飞翔。 维纳斯的蝇草等食虫植物的开闭。 这项新的研究是为了开发模仿自然界中发现的这种变形行为的机器人而进行的长时间努力的一部分。

为了比较有效，下一代机器人需要节能，同时需要能够应对光和热等不同种类的刺激。

这些类型的机器人的例子已经存在，但是研究者正在努力开发能够平滑改变其形状，使之能够按需开始和停止移动的装置。 许多现有系统还依赖于在几乎恒定的温度下难以刺激人体的温度变化。

采用光线控制机器人的运动能力，创造了更强大的装置，可以高精度地操作。 Thayer Chen研究室最近的博士毕业生小敏Han说。

遥控机器人由尾鳍驱动，模仿鲸鱼游泳。 这个结构以飞机机翼的形式进行3d印刷，涂有心肌细胞。 和心肌细胞引起心脏连续搏动的方法一样，这些也通过一定的波动作用推进这种生物混合装置。

为了控制机器人的运动，研究人员将感光性水凝胶应用于机翼上。 在没有光的情况下，翅膀展开，允许心脏细胞前进。 暴露在光线下时，浮动平面缩回翅膀停止。

陈说，虽然心脏肌肉不断搅拌，但他们无法克服翅膀的阻力。 这就像用紧急刹车打开油门踏板一样。

机器人能够以对近红外光的高灵敏度创造响应速度，几乎立刻改变机翼的形状，使其具有高度的机动性。 该研究利用浮动平面机器人前所未有的可控性和响应性作为货物载体，进行了以癌细胞为目标的药物运输。

我们真的放弃了对癌细胞的毒品炸弹，陈说。 可转换概念的实现为新一代智能生物混合机器人系统的潜在快速发展铺平了道路。

生物混合动力机器人可以在几毫米到几十厘米的范围内生产各种尺寸。 这种可扩展性提供了极好的灵活性，可以在困难的环境中承担导航和监视相关的任务。

说明该研究的研究首次出现在3月下旬的学术杂志small上。

在现在的研究中，通过使用光来控制机器人整体的启停运动。 在未来的研究中，将光线照射到机器人的个别翅膀上，以便更准确地进行操作。

本研究由香港城市大学彭石和徐秉哲共同完成。 来自新加坡国立大学的yuwei hu和chia-hung chen、来自湖北工业大学的yiming luo也参加了这项研究。