自训练游泳生物混合机器人：推进自适应软体机器人

机器人专家旨在模仿自然生物实体的成就——移动、适应环境、感知等。除传统刚性机器人外，软体机器人领域近年兴起，利用柔性顺应材料比刚性材料更高效适应环境。为此，科学家致力于生物混合机器人或生物机器人研究。这些通常由肌肉组织（心肌或骨骼肌）和人工支架组成，能实现爬行、抓取、游泳。遗憾的是，现有生物机器人在移动性和力量上无法媲美自然实体。

研究者利用生物工程工具克服双重挑战。应用3D生物打印和工程设计，开发出厘米级生物机器人，能像鱼一样游泳和滑行，速度空前。关键在于利用基于肌肉细胞材料的自发收缩，搭配高度顺应的骨架。

研究者未采用刚性或系绳支架制备人工机器人，而是基于聚合物PDMS制造柔性蛇形弹簧，经仿真设计优化后用3D打印制造。这种创新支架优势在于：自发收缩产生的恢复力形成反馈回路，通过机械自刺激改善组织训练发育。这种自训练事件带来驱动增强和更大收缩力。此类蛇形弹簧此前未用于软体机器人生命系统。除自训练能力外，基于骨骼肌细胞的生物混合游泳机速度比现有骨骼肌生物机器人快791倍，与心肌细胞生物游泳机相当。