什么是生物机器人？它能干什么?

　　一想到机器人，大家脑子里面出现的一定是浑身闪亮光的金属四肢和身体，以及那充满了机器质感的行走声音和说话声音。像这样由简单的金属刚性材料组成的坚硬机器人，行走在工厂中，一旦撞到工人，后者就会很容易受伤。

　　因此，使坚硬的机器变得像动物一样柔软和服帖是研究人员越来越关注的课题。这一设想可以通过将普通的促动装置(如发动机)与气动人工肌肉或弹簧连接来实现。例如Whegs系列机器人的构造就是用弹簧连接发动机和轮腿。一旦撞到障碍物(人类)，弹簧会吸收撞击能量以免人们受伤。另外，扫地机器人的保险杆也采用弹簧支承，避免它在工作时损坏家具。

　　但部分研究独辟蹊径开创了新领域。将机器人学与组织工程学相结合，研究者正在研发用活体肌肉组织或细胞驱动的机器人。在电流或闪光刺激下，细胞收缩导致机器人躯干弯曲，从而带动机器人在水中游动或在陆地爬行。该类机器人可以自由行动且像动物一样柔软。与普通机器人相比，它们对周围的人类和环境更加安全。也正是因为类似于动物，它们不再依靠电池，而是用养分为肌肉细胞供能，从而减轻了自重。

　　采用钛合金模具制造组织工程化的生物机器人

　　制造生物机器人

　　研究人员在没有毒性的骨架上培养活体细胞(通常为大鼠和鸡的心脏或骨骼肌细胞)，来制造生物机器人。骨架基质若采用高聚物材料，相应的机器人就可以被称作生物合成机器人——天然和人工材料的结合。

　　如果把细胞无序地排列在骨架上，它们会在任意方向收缩。这意味着细胞受到电刺激后产生的收缩力在各个方向上抵消，无法有效地牵引整个机器人运动。

　　为了合理利用细胞能量，研究人员采用了细胞微图形化技术(micropatterning)。在细胞易于附着的骨架基质上贴上或打印细微的导线，用于引导细胞分裂生长，使其最终按照特定的排列模式聚合在一起。这样细胞不再是一团乱麻，而是一个有序排列的整体，可以按研究人员的设计意图对骨架施加牵引力，从而驱动机器的“四肢”和“鳍”。

　　组织工程化的光控软体机器鳐鱼。