水泳の生きているロボットは自己訓練することができます
ロボット工学者は、移動、環境への適応、感知などの自然の生物学的実体が達成したことを模倣することを目指しています。従来のリジッドロボットを超えて、ソフトロボティクスの分野は、リジッドなものよりも効率的に環境に適応できる、準拠した柔軟な材料を使用して最近出現しました。この目標を念頭に置いて、科学者はバイオハイブリッドロボットまたはバイオボットの分野で働いてきました。これらは一般に、心臓または骨格筋の筋肉組織と、這う、つかむ、または水泳を実現できる人工の足場で構成されています。残念ながら、現在のバイオボットは、移動性と強度の観点から、自然の実体のパフォーマンスをエミュレートすることができません。
研究者は、バイオエンジニアリングツールを使用して両方の課題を克服しました。彼らは、前例のない速度で魚のように泳いだり惰性で走ったりできるセンチメートル範囲のバイオボットの開発に3Dバイオプリンティングとエンジニアリング設計を適用しました。重要なのは、非常に柔軟な骨格を持つ筋細胞ベースの材料の自発的な収縮の使用です。
研究者たちは、硬い足場やつながれた足場を使って人工ロボットを準備するのではなく、シミュレーションによって設計および最適化され、3D印刷技術を使用して印刷された、PDMSと呼ばれるポリマーで作られた柔軟な蛇行ばねに基づく生物学的ロボットを使用しました。この革新的な足場の利点は、自発的な収縮時の機械的自己刺激による組織のトレーニングと発達の改善にあります。これにより、ばねの復元力によるフィードバックループが作成されます。この自己訓練イベントは、強化された作動とより大きな収縮力につながります。このような曲がりくねったバネは、これまでソフトロボットの生活システムには含まれていませんでした。自己訓練能力に加えて、骨格筋細胞に基づくバイオハイブリッドスイマーは、現在の骨格筋ベースのバイオボットよりも791倍速い速度で移動し、他の心筋細胞ベースのバイオスイマー（心臓細胞に基づく）と同等でした。
新しいバイオボットは他の動きも実行できました。彼らは底面近くに配置されたときに惰性走行することができ、散発的なバーストとそれに続く惰行段階を特徴とする特定の魚の水泳スタイルに似ていました。
この研究は、ドラッグデリバリーや生体工学的補綴物の開発にも応用されています。
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