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堪比《西部世界》!科学家赋予机器人人类肌肉 帮助了解人类如何进化

2018-09-04 17:56:42 来源: 前瞻网 作者:
摘要:
随着机器人技术变得越来越先进,我们开始看到更多像人类一样的机器人。但是仍然有一些改进的空间,比如为机器人增加人体肌肉并赋予他们面部,也许可以做出类似

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随着机器人技术变得越来越先进,我们开始看到更多像人类一样的机器人。但是仍然有一些改进的空间,比如为机器人增加人体肌肉并赋予他们面部,也许可以做出类似于人类大脑的东西。

这是一件复杂的事情,肌肉、面部和像人类一样的大脑。

我们仍在努力摆脱恐怖谷理论(一个关于人类对机器人和非人类物体的感觉的假设)。我们可能缩《机器管家》,但人类-机器人混合或生物混合机器人并不是一个科幻梦想,它是一个已经存在的真实领域,并且已经存在了相当长的一段时间。而且它不仅仅是制作更逼真机器人的一种方式。通过更好地模仿我们的身体,生物混合机器人可以帮助科学家更多地了解我们如何移动,为什么我们会按照我们来构建,以及如何在出现问题时修复所有这些移动部件。它还将帮助科学家了解人类如何进化以使人类身体更好。

就像人体一样,机器人通常需要一个骨架,以及移动骨架的方法。这些包括马达和致动器,从而可以向骨架的关节传递旋转或线性力。

在生物混合机器人中,这种运动来自活的肌肉组织。当然,科学家不仅要从人类身上汲取全部肌肉,而且要在金属机器人身上实施。至少他们是这么想的,但未披露细节。

你不知道他们在那个奇怪的计算机科学实验室里做了什么。 但是,合法的科学家们,他们会开发自己的肌肉。 这种情况在实验室中发生,通过培养成肌细胞,胚胎细胞具有独特的能力,在称为肌生成的过程中分化成不同的肌肉细胞。

为了让肌肉以他们想要的方式成长,科学家创造了一种水凝胶形式的支架,这是一种特殊的水基凝胶,能够吸收和保留细胞。 在水凝胶内部,细胞形成肌纤维,长链的肌肉细胞,它们都在同一方向上组合在一起。 通过改变水凝胶的形状,肌肉纤维的排列可以调整,使科学家能够控制它们拉入的方向。一旦这些过滤器形成,只需要很小的电击就使它们收缩。 然后他们准备连接到机器人骨架的关节,然后大功告成!

东京大学的科学家们刚刚在2018年初设法让小肌肉工作。这是因为在生物混合机器人真正成功之前需要克服许多限制。但这些实验室培养的肌肉没有任何自我修复的方法,所以它们只持续几天到一周。

在你的身体里,肌肉通过血液接收备件。但是生物混合机器人没有那种液体交换系统,所以一旦组织磨损,那就只能这样了。当肌肉移动时产生的摩擦加速了这种分解。因此,你的肌肉被心外膜和筋膜包围,结缔组织将个别肌肉分开并帮助它们顺利滑过彼此。

此外,电刺激部分可以起一些效。虽然它确实完成了工作,但很难准确控制肌肉收缩的强度,尤其是持续收缩。因此,精确的电机运动尚不可行。电也进一步加大磨损。

肌肉必须保持湿润,因此使用电力不可避免地会导致一些水分离成氢气和氧气,这个过程称为电解。这些气泡反过来进一步损害肌肉。解决这个问题的一种可能方法是在肌肉组织中培养运动神经元,让它们指挥肌肉。

这似乎有点太接近美剧《西部世界》了!但是有一些很好的理由继续完善这些生物混合机器人,即使它们看起来令人毛骨悚然。

使用真实肌肉的一大优势是它们具有弹性。装上柔软、灵活的运动部件的想法是软机器人领域背后的驱动力。这些机器人使用电缆和充气气囊等东西来代替金属马达。它们的灵活性使它们能够更好地适应新任务。

生物混合机器人可以产生更好的软机器人,包括可以安全地在我们身体上使用或者甚至在我们身体内使用的机器人,因为它们不会有太多尖锐的碎片或伤害细胞的化学物质。但对科学家来说真正令人兴奋的是,生物混合机器人可以像我们一样移动。这意味着他们可以帮助我们理解为什么我们采取行动的方式,我们的大脑如何控制我们的身体,以及如果他们出错会如何解决问题。

人体是一个非常复杂的机器。数以百计的肌肉负责移动我们四肢的关节,使我们能够工作和玩耍,并做我们日常工作的事情。

几个肌肉可以负责单次运动,单个肌肉可以促成几种不同的运动。这意味着如果有人发生运动障碍,很难准确理解到底发生了什么。

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