科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

一個(gè)對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)很容易做到的“剪刀手”，生物混合機(jī)器人卻需要復(fù)雜的動(dòng)作組合才能完成。日本東京大學(xué)和早稻田大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)公布了一項(xiàng)突破性成果：一種能夠移動(dòng)物體并做出“剪刀手”手勢(shì)的生物混合機(jī)械手問(wèn)世。這一創(chuàng)新為未來(lái)的生物混合假肢、藥物測(cè)試以及新型機(jī)器人的應(yīng)用開(kāi)辟了更大可能性。研究發(fā)表在新一期《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上。

生物混合手由3D打印的塑料底座制成，配備人體肌肉組織的肌腱，可以靈活地移動(dòng)手指。以往的生物混合設(shè)備通常規(guī)模較小（約1厘米長(zhǎng)），僅限于簡(jiǎn)單的單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。相比之下，這款生物混合手長(zhǎng)18厘米，具有多關(guān)節(jié)手指，可以單獨(dú)或組合移動(dòng)以做出各種手勢(shì)或操縱物體。

該研究的核心成就在于開(kāi)發(fā)了多肌肉組織致動(dòng)器（MuMuTA）。這些細(xì)條肌肉組織在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)后，像壽司卷一樣卷成一束，形成每根肌腱，確保手指有足夠的力量進(jìn)行收縮。通過(guò)防水電纜傳輸電流刺激這些肌肉，團(tuán)隊(duì)成功地使手指執(zhí)行了“剪刀手”手勢(shì)，還用手指抓住并移動(dòng)了移液器的尖端，表明該手能夠模仿一系列復(fù)雜動(dòng)作。其多關(guān)節(jié)手指可以單獨(dú)或同時(shí)彎曲，具有前所未有的靈活性。

MuMuTA目前僅限于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，但其展示了在多個(gè)領(lǐng)域的潛力，包括幫助開(kāi)發(fā)新型假肢、對(duì)肌肉組織進(jìn)行藥物測(cè)試，并擴(kuò)展生物混合機(jī)器人模仿真實(shí)形態(tài)的能力。盡管只是看似簡(jiǎn)單的“石頭、剪刀、布”游戲中的一個(gè)手勢(shì)，但它代表了生物混合體和假肢領(lǐng)域正向更高水平的真實(shí)感和可用性邁進(jìn)，同時(shí)也展示了人們?nèi)绾卫孟冗M(jìn)材料和技術(shù)，來(lái)創(chuàng)建更加逼真和功能強(qiáng)大的機(jī)械裝置，為未來(lái)的醫(yī)療和機(jī)器人技術(shù)帶來(lái)了新希望。