爱吧机器人网 » 资讯 > 行业新闻 > 正文

日本成功研发微机器人系统,可像细胞一样移动并由DNA控制

\

  生物是最鼓舞人心的存在,但也很难在 机器人 技术中进行复制。为了实现这个目标,日本的研究人员成功设计了一种微小的机器人系统,可以像一个活体细胞一样移动。上周,科学家们在“科学机器人”杂志上发表了相关研究成果。
  该系统被称为分子机器人,大小形状类似于阿米巴变形虫。样子像是一个充满液体的囊,该结构体内含有大约27种生物和化学成分组成,该机器人研究人员之一,日本仙台东北大学的生物工程师野村一郎说。分子组件协同工作通过拉伸动作来改变囊的形状,在液体环境中推动囊体像细胞一样运动。通过使用对光敏感的DNA信号来控制囊体运动的启止。

  除了以这种奇特方式运动,该变形虫机器人能做的并不多。但这就是该发明的绝妙之处,野村说。机器人可作为一种载体,可以装配研究人员想到的任何东西:微型计算机,传感器,甚至药物。配备了这些工具后,变形虫机器人系统就可以用来探索生物分子环境。它可以寻找毒素,检查其他细胞的表面或是分析培养皿内的物质。

  野村和他的同事们已经想出了一种方法来打包和运输相关工具,以便其他科学家可以“愉快地操控机器人”,并装配上自己需要的组件。他希望该平台将用于构建越来越复杂的具有可控的运动性的分子机器人。

  最终,野村想看到机器人能够在细胞内运作。“这是一个前沿科技,”野村说。 变形虫机器人可以潜入细胞内部及其细胞核,可以诊断,寻找细胞内部的问题。“这有点梦幻,”野村说,但值得注意的是,他的机器人尺寸可以减小到小于一微米 - 足够小,以适应细胞内部。

  研究人员已经开发了许多概念验证的微米和纳米级机器人,它们可以在身体内移动和通信。 许多这些微小的机器人由可生物降解的材料制成,并且由磁,化学或超声波力量来驱动。

  野村的分子机器人的不同之处在于它完全由生物和化学成分组成,像细胞一样移动,并由DNA控制。 其他已经开发出来的分子机器人,没有一个具有这种可操控的动力,野村说。

  野村说,花了大约一年半的时间使用27种不同的化学成分来制造分子机器人。 脂质结构的膜用作可延展的机器人主体。 在机器人里面,特殊的蛋白质撞到膜,导致它改变形状,类似于有人从袋子内部向外击打。

  这样的冲击运动仅在被称为驱动蛋白和微管的关键蛋白通过锚单元连接到膜时发生。 该连接由光敏DNA提供。 当紫外光照射在机器人上时,内部的光敏DNA裂成单链。 然后它可以锁定到锚单元和驱动蛋白 - 微管结构,形成它们之间的桥梁。

  微管蛋白,其是刚性的,长型结构,在腺苷三磷酸或ATP-细胞内能量转运分子的帮助下沿着驱动蛋白蛋白滑动。当它们滑动时,可以击打机器人的外膜,导致其改变形状。

  通过使用这种分子的组合,野村和他的同事成功地模拟了细胞的运动。 但是如果这项技术是完全由生物组件组装,由ATP进行化学驱动,我们真的可以称之为机器人?“机器人的定义很广的,”野村说。如果有样东西拥有一个实体,可以感知和处理信息并执行一个功能,它就是一个机器人,他说。

  无论是机器人或者细胞机器人,我们都期待着看到工程师会在里面放置哪些功能。




上一篇:预计至2020年 包装业机器人市场规模将达到30亿美金
下一篇:盘点十款最具创新力的物流智能产品
精选推荐
智能农业:种地的事儿未来全交给这些机器人吧
智能农业:种地的事儿未来全交给这些机器人吧

[2019-12-07]  SRC公司创始人Sam与温波尔庄园农场经理Callum Weir以及监控机器人Tom总部位于英国的农业科技初创公司SRC(Small Robot Company),正在 ...

机器人iCub作为嵌入式AI的标准机器人研究平台的重要性
机器人iCub作为嵌入式AI的标准机器人研究平台的重要性

[2017-12-24]  机器人的研究在过去10年中得益于一个具有嵌入式人工智能(AI)的标准化开源平台——人形机器人iCub。iCub最初在意大利被创建,如今在欧洲、美国、韩国、新加坡和日本的实验室......

集群机器人领域最新研究:一种用于探测未知环境的微型无人机群
集群机器人领域最新研究:一种用于探测未知环境的微型无人机群

[2019-10-26]  (图:无人机扩散至不同方向来探索环境。当一个无人机注意到另一个无人机在它的首选方向,它将试图飞到另一个方向。若首选方向冲突,低优先 ...

哈佛大学《自然》发表新驱动技术,让飞行机器人悬停且不受损伤
哈佛大学《自然》发表新驱动技术,让飞行机器人悬停且不受损伤

[2019-11-06]  哈佛大学研究人员发表在《自然》杂志上的一项最新研究,他们开发了一种由柔软的人造肌肉驱动的机器人蜜蜂(RoboBee),这种机器人在撞墙、 ...

[2018-01-26]  纽约时报的报道,德国的研究人员已经开发出一种长约七分之一英寸的机器人,首先看起来不过是一小块橡皮条。然后它开始移动。机器人走路,跳跃,爬行,滚动和游泳。它甚至爬出......

7种常见的机器人焊接类型
7种常见的机器人焊接类型

[2017-12-17]  机器人焊接是工业领域最常见的机器人应用之一,近几十年来主要由汽车行业驱动。机器人焊接在完成大批量,重复性的焊接任务时效率最高。...

机器人灵巧手将成为智能机器人的下一个重大突破
机器人灵巧手将成为智能机器人的下一个重大突破

[2018-01-25]  计算机科学教授兼东北地区助手机器人实验室负责人罗伯特·普拉特(Robert Platt)说:“机器人手操作是下一步要解决的问题。想象一下,一个机器人可以在现实世界中用手去做事......

亚马逊计划建一个4000万美元的机器人中心
亚马逊计划建一个4000万美元的机器人中心

[2019-11-07]  爱吧机器人网消息,亚马逊11月6日宣布了一项计划,计划在美国马萨诸塞州韦斯特伯勒建立一个4000万美元、35万平方英尺的机器人创新中心。新 ...

本周栏目热点

美国情报部门:量子计算和 AI 成为国家安全的新威胁

[2018-12-15]  将核武器、恐怖主义和气候变化与量子计算、人工智能和物联网相提并论的情况并不多见,但美国政府认为,所有这些都将对未来美国国家安全构成“新的威胁”。...

协作•物联——机器人描绘汽车未来智能工厂

[2016-09-03]     8月24日至26日, 第十二届上海国际汽车制造技术与装备及材料展览会(AMTS 2016)在上海新国际博览中心盛大举行。全球领先的 工业机器人 ...

[2016-01-04]     1月2日凌晨消息,《麻省理工科技评论》(MIT Technology Review)网站今日 ...

2016年值得期待的科技进步之社交机器人

[2016-01-07]     虚拟现实应用空间不断拓展   当前,虚拟现实技术吸引了全世界科技爱好者的极大兴趣。2016年,虚拟现实将逐步走进主流消费者市场,该领 ...

关于第二届世界互联网大会 有哪些信息被透露

[2015-12-14]   12月9日消息,国务院新闻办公室于今日上午10时举行新闻发布会,国家互联网信息办公室主任鲁炜、副主任 ...