研究人员制造出了一种魟鱼机械模拟,它是由光敏大鼠心脏细胞提供动力和制导的。
鳐鱼类包括魟鱼,它们以其扁平身体和从其头部延伸而成的长翼状鳍而著称。这些鳍会模仿由鳍前至鳍后的高能效波浪状运动来移动,令鳐鱼类能优雅地在水中穿行。受到这种构造的启发,Sung-Jin Park等人致力于建造一种具有类似性质和功效的微型、软组织机械。他们制造了模拟魟鱼形状的电荷中性的金质骨架,其外覆盖着一薄层弹性聚合物。沿着该机械魟鱼的顶部,他们策略性地排列了大鼠的心肌细胞。
当受到刺激时,这些心肌细胞会令鳍部向下收缩。刺激这些鱼鳍回复至向上运动则需要第二层的心肌细胞;但是研究人员所设计的金质骨架的形状储存着某些向下的能量,它们源自这些心肌细胞最初受到刺激之时,并会在心肌细胞松弛时被释放,令鱼鳍抬高。
这些心肌细胞通过遗传工程而会对光做出反应,因此研究人员能通过光脉冲来控制该机械鱼运动。不对称脉冲可被用来让该机械鱼向左或右转,不同频率的光线可被用来控制其运动速度,作者们在一系列的视频中进行了演示。该方法好到足以指导机械鱼通过一个基本的障碍训练场。该机械魟鱼含有大约20万个心肌细胞,它的长度为16毫米,重量仅10克。
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