沈阳自动化所研制出无线光控类生命蝠鲼机器人
9月2日，中国科学院沈阳自动化研究所发布消息，近日，该所 机器人 学研究室科研团队受蝠鲼游动机制启发，研制出一款基于牛蛙离体骨骼肌的无线近红外光控类生命蝠鲼 机器人 。该 机器人 多项运动性能实现显著提升，为新一代无线可控高性能类生命 机器人 的研发开辟全新技术思路。
区别于领域内主流的细胞工程骨骼肌组织，科研人员创新性选用牛蛙股薄肌天然离体骨骼肌作为生物驱动核心，其天然肌纤维排布有序，收缩力学性能优于细胞再造肌肉。通过优化电刺激参数，离体肌肉可稳定输出6.5牛顿收缩力，极限条件下峰值收缩力达9.4牛顿。体外培养测试证实，该离体骨骼肌可维持电响应收缩性能长达11天，可稳定驱动 机器人 运行7天。
在无线驱动方面，科研团队构建了“近红外激光—光电转换—神经电刺激”一体化驱动架构。在 机器人 背部集成砷化镓（GaAs）光伏模块，通过分时、分区激光辐照左右光伏模块，可独立控制双侧肌肉收缩时序，无需外接线缆即可实现直行、左右转向、环形巡游、掉头等多自由度复杂运动，实现无缆化水下精准运动控制。该方案无需对生物组织进行基因修饰，拓展了类生命机器人水下作业适用场景。
性能测试结果表明，这款类生命蝠鲼机器人在机动性方面实现多项突破：平均直线游动速度达0.54体长/秒（约2.7厘米/秒），瞬时峰值游速可达2体长/秒，创造了由骨骼肌组织驱动的类生命机器人的最高相对行进速度；最小转弯半径仅0.8倍机体长度，最大转向角速度达21°/秒，仅17秒即可完成完整环形轨迹。该机器人同时支持水面巡游、水下5克负载作业及硬质地面低速曲线移动。
本研究首次将天然离体骨骼肌与无线光电神经调控体系融合，验证了天然离体骨骼肌作为高性能生物驱动器的重要潜力，所构建的肌肉电刺激参数体系可为神经损伤肌肉体外修复、组织工程动态培养平台提供实验参考