近日,，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，通過(guò)讓人工骨架“長(zhǎng)”出肌肉,，日本研究人員構(gòu)建了一個(gè)既非常靈活,，又十分耐用的“生物混合”（biohybrid）機(jī)械臂。這項(xiàng)突破或許將帶來(lái)更加真實(shí)的機(jī)器人,，以及更加先進(jìn)的義肢,。

生物混合機(jī)器人技術(shù)是將活體的生物組織與人工機(jī)械結(jié)合的工程技術(shù)?？茖W(xué)家先是在實(shí)驗(yàn)室中培育出心肌或骨骼肌組織,，將其固定在柔韌材料上并使其收縮和舒張，從而打造出十分靈活的“賽博格”（cyborg）,，即機(jī)械化有機(jī)體,。這些肌肉能使原本沒(méi)有活力的機(jī)械部分完成諸如抓握和行走等動(dòng)作。

不過(guò),，問(wèn)題在于這些改造的肌肉組織往往會(huì)隨時(shí)間推移——通常是因?yàn)檫^(guò)度使用——而萎縮并喪失功能,。

根據(jù)近期發(fā)表于《科學(xué)-機(jī)器人學(xué)》（Science Robotics）雜志的論文，日本東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所的研究者開(kāi)發(fā)出了一款像人類手指一樣靈活的機(jī)械關(guān)節(jié),，能比類似的生物混合設(shè)備工作更長(zhǎng)時(shí)間,。這種機(jī)械臂的肌肉不僅能收縮，而且還能舒張,，從而延長(zhǎng)了使用壽命,。

由Yuya Morimoto和Shoji Takeuchi領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)采用一小塊實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)的未成熟動(dòng)物肌肉細(xì)胞，將其放在幾張水凝膠薄片上,，通過(guò)液體?。ㄟ@些肌肉細(xì)胞無(wú)法在液體生長(zhǎng)介質(zhì)以外存活）使它們繼續(xù)生長(zhǎng)直至成熟。

水凝膠薄片錨定在機(jī)械骨架上,，而更關(guān)鍵的是將肌肉以“對(duì)抗”形式成對(duì)排列,，使它們以相反的方式工作。

“在構(gòu)建好肌肉之后，我們成功地使它們?cè)跈C(jī)器人中彼此對(duì)抗,，也就是在一條肌肉收縮的同時(shí),，另一條肌肉舒張，就像身體中的肌肉一樣,，”Takeuchi在聲明中解釋道,，“它們對(duì)彼此施加相反的力量，可以防止萎縮和退化,，避免出現(xiàn)之前研究中出現(xiàn)的情形,。”

當(dāng)肌肉在機(jī)械骨架上固定好之后,，研究人員便用電極誘導(dǎo)肌肉收縮,，帶動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)。

在試驗(yàn)中,，機(jī)械臂可以輕巧地將一個(gè)小環(huán)放在目標(biāo)上,；兩根機(jī)械臂還可以相互協(xié)作，提起更重的物體,，比如塑料方框,。這些機(jī)械臂可以正常工作一個(gè)星期以上。實(shí)驗(yàn)表明新的方法十分有效,，這些肌肉還可以像手指一樣彎曲成90度,。

而且，這個(gè)使用了活體肌肉的機(jī)械指,，還能相互協(xié)作,，提起重量更大的東西。研究人員希望加入更多的肌肉,，開(kāi)發(fā)出更為復(fù)雜的機(jī)器人設(shè)備,。他們的最終目標(biāo)是構(gòu)建出其他生物混合肢體，比如整只手掌或手臂,。

這種方法或許還將帶來(lái)在生物學(xué)上更加精確的“人體芯片”（muscle-on-a-chip）系統(tǒng),，用于藥物開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)。另一方面,，這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)幫助生物學(xué)家在動(dòng)物生理學(xué)和功能研究上有新的突破,。隨著機(jī)械臂等技術(shù)的發(fā)展，或許在不遠(yuǎn)的將來(lái),，我們就能見(jiàn)到各種功能強(qiáng)大的智能機(jī)器人行走在我們中間。