研究人员开发了一种新型合成生物,利用老鼠的心脏细胞制造出一种追光机器人黄貂鱼。
虽然老鼠与鳐鱼的杂交确实听起来有点像弗兰肯斯坦的大杂烩,但这是一项严肃的研究,可以帮助人们更好地理解心脏如何将血液泵送到身体各处,此外还可以催生出新型更复杂的心脏。合成机器人。
这种鳐鱼是哈佛大学维斯研究所的生物工程师基特·帕克 (Kit Parker) 的创意,他在与女儿参观水族馆后受到启发,开发出了这种机器人。
帕克告诉乔治·德沃斯基:“她试图抚摸一条黄貂鱼,她把手伸进水里,黄貂鱼很快就以一种非常优雅的方式离开了她的手。”吉兹莫多。 “我突然意识到我可以在肌肉组织中构建这个系统,而且它看起来非常像心脏的[肌肉]层。”
当他将自己的想法告诉 Wyss 研究员 Sung-Jin Park 时,这个雄心勃勃的项目一开始引起了不小的恐慌。
“我和他坐在一起,”帕克告诉乔恩·汉密尔顿美国国家公共电台,“我说,‘宋金,我们要把一只老鼠拆开;我们要把它重建成黄貂鱼;然后我们要用光来引导它。’他脸上的表情既悲伤又恐惧。”
但凭借坚持不懈的努力,团队成功实现了帕克的愿景。这种机器人黄貂鱼重量仅为 10 克,大约只有一枚小硬币大小,由覆盖一层薄薄的弹性聚合物的黄金骨架制成。该身体旨在模仿真实鳐鱼的形状和鳍,覆盖有大约 200,000 个活体大鼠心脏细胞(称为心肌细胞)。
这些肌肉细胞经过基因改造,可以对光信号做出反应,促使鳍运动,从而帮助机器人在水中前进。当受到光刺激时,心肌细胞收缩并将鳍向下推动。
黄金骨架的设计使其能够储存部分能量,在细胞再次收缩之前向上释放鳍片。
更令人印象深刻的是,根据照射在合成生物上的光的脉冲和频率,可以控制其方向和速度,使其能够在水中和障碍物周围导航。
该项目报告于科学,可以为研究软组织结构的机器人专家提供一些新的线索,也可以帮助海洋生物学家更好地了解鳐鱼如何利用鳍游泳。
但帕克的重点是心肌细胞,以及对心肌运动方式的更好了解可能会为人类提供更好的合成泵,使用有机组织和机械元件的混合体。
鳐鱼(Leucoraja erinacea)旁边的机器人鳐鱼。图片来源:卡拉根·哈德森
“我想建造一颗人造心脏,但你不可能一夜之间从零变成一个完整的心脏。这是一项训练练习,”帕克说美国国家公共电台。 “心脏的构造是有原因的。我们正在尝试尽可能多地复制这种功能。”
与此同时,研究人员表示,他们现在已经完成了他们的创作,并且在了解了他们所拥有的东西后,不会再继续创作了。但考虑到其生命体和机器人部件的独特组合,团队本身如何对他们的机器人进行分类呢?正如威廉·赫克维茨在大众力学对帕克说,这东西还活着吗?
“我认为我们这里有一种生物生命形式,”帕克回复了。 “一台机器,但是一种生物生命形式。我不会称它为有机体,因为它不能繁殖,但它肯定是活的。”
“我们把老鼠变成了光引导的黄貂鱼,”他补充说。 “天哪,[人们]需要知道的是,这是他们全年看到的最酷的事情。”