什么是生物机器人？它能干什么

当提及机器人时，很多人的想象往往定格在浑身闪烁着金属光芒、有着尖锐金属四肢和硬邦邦的机械体的形象上。这些机器人行走在工厂中，虽然高效，但一旦与工人发生碰撞，很容易造成伤害。想象一下，如果机器人能够像动物一样柔软灵活，那会是什么样的场景呢？科学家们正在将这一设想变为现实。

为了实现机器人的柔软性，研究者们正在尝试将传统的促动装置（如发动机）与气动人工肌肉或弹簧相结合。例如，Whegs系列机器人采用了弹簧连接发动机和轮腿的设计。当它们遇到障碍物（比如人类）时，弹簧能够吸收撞击的能量，从而保护人们免受伤害。同样的，扫地机器人的保险杆也使用了弹簧支撑，使其在工作时能够灵活应对家具等障碍物。

部分研究者则走得更远，他们将机器人学与组织工程学相结合，开发出由活体肌肉组织或细胞驱动的机器人。这些机器人在电流或闪光刺激下，细胞会收缩，从而带动机器人在水中游动或在陆地上爬行。它们行动自由，柔软度堪比动物，而且相比传统机器人，对周围的人类和环境更加友好和安全。更令人兴奋的是，这些机器人的动力来源不再是电池，而是养分，细胞利用养分进行活动，从而减轻了机器人的自重。

那么，如何制造这样的生物机器人呢？研究者们在无毒的骨架上培养活体细胞（通常是大鼠和鸡的心脏或骨骼肌细胞），来构建生物机器人的基础。如果骨架基质采用高聚物材料，那么相应的机器人就可以被称为生物合成机器人——天然和人工材料的完美结合。

为了确保细胞能够有效地为机器人提供动力，研究者们采用了细胞微图形化技术（micropatterning）。他们在细胞易于附着的骨架基质上贴上或打印细微的导线，这些导线像指南针一样，引导细胞分裂生长，按照特定的排列模式聚合在一起。这样，细胞不再是无序的乱麻，而是一个有序的整体，能够按照研究人员的意图对骨架施加牵引力，从而驱动机器人的“四肢”和“鳍”。

想象一下，一只由活体细胞驱动、能够像真实鳐鱼一样在水中自由游动的机器鳐鱼。它的出现不仅展示了科技的进步，更让我们对未来的发展充满了期待。