哈佛大学威斯生物工程研究所的研究人员利用活老鼠的心脏细胞为机器射线提供能量。
这项研究由Sung-Jin Park和Kevin Kit Parker教授在哈佛大学，他发明了一种机器射线，这种射线依靠老鼠细胞的收缩来复制黄貂鱼鳍的波动运动。这个机器人只有真正黄貂鱼的十分之一大小。
Stingrays具有高度稳定和高效的游泳方法。随着翅片的起伏运动，Stingrays从身体前后产生行驶波。这导致了在水中推进它们的力。因此，Tingrays也被检查了设计更高效的潜水器几年前。
机器人射线几乎是一个现实鱼类的十分之一。图片礼貌麻省理工学院技术评论
机器人射线的结构
机器人的肌肉层使用了大约20万个老鼠细胞。显然，按照一定的排列方式放置电池可以提高速度和效率。科学家们花了大量的时间将光线的肌肉分开并进行分析，这样他们就可以成功地模拟推动动物前进的同步波动。经过多次试验，他们选择了与现实生活中黄貂鱼非常相似的肌肉结构。
然而，机器人结构与黄貂鱼的结构之间存在很大差异。机器人只包含一层大鼠细胞，其在收缩时可以产生下行。为了产生上行程，研究人员建造了一个多币金骨架，它可以像春天一样行动。当肌肉放松时，该金骨架印在薄聚合物体上，将翅片返回到它们的初始状态。
为了开发一种控制细胞的简单方法，研究团队转向光学机构，它使用光响应分子触发单元信号传导。通过遗传修饰细胞，哈佛研究人员在由蓝光照射时达到了大鼠细胞。结果，光脉冲可用于外部控制机器人。
现在，为了让机器人控制方向，研究人员需要让光在一边的脉冲速度比另一边快。这将使一侧的肌肉收缩和放松更快，机器人也会更有效地转动。
它生长，饲料，以某种方式变老了！
由于机器人依赖于活细胞作为其电源，因此需要一些时间 - 大约七天 - 成长！
此外，活细胞必须被喂养，细胞从溶解在水中的糖中获取能量。实际上，严格地说，它不是水:它是一种特殊的营养浴，叫做“Tyrode的解决方案”。该溶液包含所有为细胞提供燃料的必要成分，并且需要加热，这样细胞才能正常工作。如果没有这个解决方案，如果你把机器人放在水里，不管你给它施加多少光脉冲它都不会移动。
这个机器人长16.3毫米，重约10克，能以3.2毫米/秒的速度游泳。这个速度还不足以打破游泳的世界纪录，但对于这样一个小生物来说已经相当不错了。如下面的视频所示，研究人员利用光脉冲成功地引导机器人通过了250毫米长的路线。
在机器人完全长大后，它可以保持80%的效率长达6天——前提是你给电池喂食。
前身是水母机器人
凯文·帕克工具包是哈佛大学生物工程教授，是对黄貂鱼机器人的进步负责的人之一。然而，以前，帕克建造了一个机器人水母通过在硅胶杯上覆盖心脏细胞。到帕克，水母的节奏泵送了他的心跳。他决定将心肌细胞放入浅杯形状的一片硅中。
通过施加电，细胞收缩，因此，杯子向内挤压。通过这种方式，产生推进力，其可以将机器人推向其浴中。类似于机器人射线项目，帕克不得不在盐糖溶液中淹没细胞，以便细胞能够存活。与机器人水母相比，新的黄貂鱼机器人具有更高的复杂性。
机器人射线的潜在应用
科学家们对能在人体内执行某些任务的人工生物越来越感兴趣。为此，他们需要设计出富含传感器的组织。有趣的是，哈佛的机器人使用细胞作为传感器和执行器，我们可以期待这个可爱的创新可以为许多雄心勃勃的目标铺平道路。
根据帕克的说法，这项研究不仅为建造更先进的生物混合机器人铺平了道路，而且最终还可能研制出人造心脏。如果你能将细胞和人造材料融合到一个脉动结构中，你就离制造人造人类心脏又近了一步。
教授指出，他计划建立一个人造心脏，但不可能从零到整个心脏过夜！帕克看到机器人射线和机器人水母作为训练练习，这可以复制一些心脏功能并揭示其一些秘密。
此外，这项研究可以帮助海洋生物学家更好地了解鳐鱼的游动模式。
帕克呼吁机器人雷是一件艺术品。每个人都看到它的东西不同，这是跨学科科学的美丽。他正在搬到下一个项目，但拒绝提供有关它的任何细节。
考虑到即使给哈佛机器人增加第二层肌肉细胞也是令人生畏的，在我们看到人工心脏工作之前还有很长的路要走。然而，本研究的成果令人钦佩。
我们可以期待，有一天，生物学可以用其他科学领域融合，以创造比我们在没有跨学科方法的情况下更有效的系统。
该研究的细节在杂志中讨论了科学。
特色图片courtesy of the麻省理工学院技术评论
