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「黃金硅膠粘接」仿生魚趨光“游泳”

文章出處:責任編輯:黃金硅膠粘接作者:康利邦人氣:-發表時間:2016-07-26 16:38:00【

  最近,美國哈佛大學、韓國西江大學等多家大學研究人員合作開發出一種【黃金硅膠粘接】軟體機器魚,能在光的引導下像鰩魚那樣游泳。據稱,這項技術最終可用于制造人工心臟。

  研究人員在近日出版的《科學》雜志上詳細介紹了制造這個機器魚的過程。因為黃金和硅膠連接最容易,而硅膠的化學性質不活潑,故而他們用黃金制作了鰩魚骨架,用硅膠包圍骨骼做出魚體。然后在它腹部涂了約20萬個活的小鼠心肌細胞,這些細胞模擬鰩魚肌肉的排列方式分布,并經過基因改造,受到光照會收縮,讓其能循著光線運動。通過照射它身體的不同部位、改變光照頻率,就能控制它游動的方向和速度。為了簡化操作,研究人員還利用了黃金骨骼類似彈簧的性質,使肌肉在光照消失后回彈,就像真的鰩魚一樣,有兩套胸肌同時工作以維持其游泳功能。

  最終的機器鰩魚只有真鰩魚的1/10左右,比一枚硬幣還小,但能像真鰩魚那樣游泳。在鹽水和糖水(鹽和糖是心肌細胞的養料)中,研究人員用藍光源分別照射它的左右鰭,改變光照強弱和頻率,引導其做向左、向右或迂回繞障式運動。

  該團隊負責人、哈佛大學和西江-哈佛疾病生物物理學研究中心的凱文·基特·帕克指出,鰩魚游泳時推動自身在水中前進的肌肉和人類的心肌很相似。他們從開始解剖鰩魚到開發出會游泳的軟體機器魚花了4年時間。這一成果標志著機器人技術又向前邁進了一步,而且開發這種生物混合系統有助于掌握更多構建人類心臟方面的知識,也是開發人工心臟的一個里程碑。

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