荣登科学杂志封面 日本团队用活体肌肉研发手指机器人

一直以来，人们对于灵活机器人的想象总是充满了好奇与期待。近日，日本东京大学的一支研究团队在美国科学杂志上发布了一项令人振奋的消息：他们成功研发出了一种全新的灵活机器人——手指机器人。这款机器人的独特之处在于，它采用了人工培育的肌肉组织和树脂骨骼，使其能够像真实的手指一样活动。这一成果无疑为生物机器人领域带来了划时代的突破。

这种机器人的运动原理可谓独树一帜。与传统的刚性机器人不同，它不需要马达或液压等机动形式。相反，它的动作是通过模仿人或其他动物的肌肉来实现的。它还能通过环境的变化来获取动力，如温度、空气和光照等。这种创新的设计使得机器人更加灵活、智能和高效。

这款手指机器人的外观看起来柔软粉嫩，实际上它是由真实的肌肉组织构成的。这些肌肉来自于研究团队的精心培育。通过含有实验鼠骨骼肌细胞的溶液，他们制作出了长方形的肌肉薄片，并将这些薄片叠加起来，培育出了长约8毫米的肌肉组织。这些肌肉组织与手指形状的树脂骨骼相结合，形成了类似于真实手指的结构。最终，这些组件组合成了全长近3厘米的机器人手指。

尽管这款机器人的动作看起来简单，但它却展示了生物机器人的巨大潜力。例如，它可以弯曲手指，将塑料戒指取出并移动到旁边的圆柱上。甚至两个机械手指可以协同工作，提起塑料小片。这种协调性动作的实现，标志着生物机器人在运动控制方面取得了重大进展。

更值得一提的是，这款机器人的耐用性得到了显著提升。由于它使用的是真实的骨骼肌肉组织，因此它的运动比以往的独立肌肉组织构造更为耐久。研究人员发现，通过电极刺激肌肉收缩，可以使机器人手指实现弯曲运动。这种运动原理使得机器人具有更高的灵活性和响应速度。

尽管目前这款手指机器人还只能在溶液中活动，但研究人员正在努力解决这一问题。他们计划为机器人覆盖上皮肤构造，使其暴露在空气中也不会导致肌肉内部组织干燥。这样一来，机器人就可以实现在空气中的活动了。

这款机器人的研发历程充满了挑战。此前，其他团队也曾尝试将肌肉装入机器人中，但肌肉的寿命往往只有数天，便会变得僵硬。而这次，研究人员通过精心设计和构造，使机器人的活性肌肉耐久性得以实现。这一成果为生物机器人的进一步发展奠定了基础。

日本东京大学的研究团队对人形机器人的研制充满了热情。他们不仅成功研制出了会出汗的机器人，还不断在灵活机器人领域取得重大突破。这款手指机器人的研发成果，不仅为人们带来了对机器人的新认识，也为未来研究假肢和电子人提供了希望。

研究员Yuya Morimoto表示，如果他们能够将更多的这种肌肉结合到一个单一的设备中，他们就能够复制出允许手、手臂和身体其他部位形成的复杂的肌肉相互作用。他们相信，在未来，他们将创建一个结构更复杂的生物混合型机器人。这一预测充满了无限的可能性，让我们对未来的发展充满期待。这个来自日本东京大学JSK实验室的机器人，是十多年来研究团队倾注心血研发出的成果。他们深入研究肌肉组织的运动情况，以及其与骨骼之间的兼容性，最终打造出了一款模拟人体构造的机器人——腱志郎。他是迄今为止世界上最接近人体构造的人形机器人。

腱志郎与之前的出汗机器人腱悟郎极为相似，迎来了它的第四版。这款机器人拥有多达160块肌肉，令人叹为观止。每条腿上有25块肌肉，肩膀上有6块，躯干更是达到了76块，颈部也分布着22块肌肉。

这些“肌肉”并不是真正的生物肌肉，而是由人工制造的纤维、橡胶等材质构成的。尽管外形扁宽，但它们像滑轮组一样工作，仅需要一个电机就能驱动。这种设计不仅提高了其稳定性，还大大延长了使用寿命，远远超过了真正的机械手。

腱志郎还配备了合成的肌腱和关节。令人惊奇的是，其膝关节甚至装备了十字型的韧带和半月板，完全模仿了人类的骨架和肌肉结构。这种关节设计的自由度极高，极大地提升了整个机器人的灵活性。

当你看到它转头、行走、做俯卧撑、仰卧起坐甚至打羽毛球时，你会惊叹于这些大量肌肉的协调运动，使得机器人的动作如此流畅而灵活。科学家们一直在努力为机器人创造“肌肉”，未来的人形机器人设计可能会彻底改变，取消钢板和塑料，取而代之的是肌肉机械混合手、手臂和腿。这种混合生物机器人技术在康复医疗领域的应用，将为无数人带来希望和曙光。这个机器人不仅仅是一个科技产品，更是人类科技与生物结合的杰作，预示着未来技术的无限可能。