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科教动态

黄金硅胶体助仿生鱼趋光“游泳” 可用于开发人工心脏

发布日期:2016-07-19    浏览次数:3208

最近,美国哈佛大学、韩国西江大学等多家大学研究人员合作开发出一种软体机器鱼,能在光的引导下像鳐鱼那样游泳。据称,这项技术最终可用于制造人工心脏。

??研究人员在近日出版的《科学》杂志上详细介绍了制造这个机器鱼的过程。因为黄金和硅胶连接最容易,而硅胶的化学性质不活泼,故而他们用黄金制作了鳐鱼 骨架,用硅胶包围骨骼做出鱼体。然后在它腹部涂了约20万个活的小鼠心肌细胞,这些细胞模拟鳐鱼肌肉的排列方式分布,并经过基因改造,受到光照会收缩,让 其能循着光线运动。通过照射它身体的不同部位、改变光照频率,就能控制它游动的方向和速度。为了简化操作,研究人员还利用了黄金骨骼类似弹簧的性质,使肌 肉在光照消失后回弹,就像真的鳐鱼一样,有两套胸肌同时工作以维持其游泳功能。

??最终的机器鳐鱼只有真鳐鱼的1/10左右,比一枚硬币还小,但能像真鳐鱼那样游泳。在盐水和糖水(盐和糖是心肌细胞的养料)中,研究人员用蓝光源分别照射它的左右鳍,改变光照强弱和频率,引导其做向左、向右或迂回绕障式运动。

??该团队负责人、哈佛大学和西江-哈佛疾病生物物理学研究中心的凯文·基特·帕克指出,鳐鱼游泳时推动自身在水中前进的肌肉和人类的心肌很相似。他们从 开始解剖鳐鱼到开发出会游泳的软体机器鱼花了4年时间。这一成果标志着机器人技术又向前迈进了一步,而且开发这种生物混合系统有助于掌握更多构建人类心脏 方面的知识,也是开发人工心脏的一个里程碑。