利用老鼠脊髓和肌肉来行走的微型自旋机器人

美国伊（yī）利诺伊（yī）大学香槟分校的（de）研（yán）究（jiū）人员利用大鼠的脊髓段创造出了能够（gòu）做出行（háng）走动作的微小生（shēng）物机器（qì）人（rén）。研究人员开（kāi）发的微型机器人被（bèi）称（chēng）为（wéi）自旋机（jī）器人，它的动力来（lái）自于软质3D打印水凝胶（jiāo）骨架（jià）上的大鼠肌肉和脊髓（suǐ）组织。

研究团队表示，整合大鼠脊（jǐ）髓，让自旋机器人拥有更自然的行走节奏。研究负责人Martha Gillett说，自旋机器人是交互式生物（wù）设备的（de）开端，可能会在医学和神经计算方面有应用。自旋机器（qì）人（rén）的构（gòu）造过程首先由（yóu）研究人（rén）员3D打印出一个（gè）小小（xiǎo）的骨（gǔ）架，这个骨架由两根柱子组成的腿部（bù）和一个柔性背骨（gǔ）组成，整个骨架的宽度（dù）只有几毫米（mǐ）。

然后，研究小组在骨架上种上了肌肉细胞，让其长成肌肉组织。最后一部（bù）分是（shì）整合了来自大鼠的一段（duàn）腰（yāo）椎脊（jǐ）髓。研究人员特别（bié）选择了腰（yāo）部脊髓，因为之前的（de）研究表明，腰部脊髓容（róng）纳了（le）控制（zhì）下肢行走时左右（yòu）交替的神经回路。

研究小组的（de）部（bù）分研究内容包括（kuò）设计（jì）出（chū）一（yī）种（zhǒng）方法来提取完（wán）整的脊髓，并（bìng）将其与生物机器人结合在一起，将肌（jī）肉和（hé）神经组织一起（qǐ）培养（yǎng）。他（tā）们还必（bì）须以神经（jīng）元与肌肉（ròu）形成连接的方（fāng）式完成所（suǒ）有这些工作。该团队表示，研究人员在自旋机器（qì）人（rén）中看到了自发的肌肉收缩（suō），这表（biǎo）明所需的（de）神经（jīng）肌肉连接已（yǐ）经形成了信号。

后来，科学家们通（tōng）过（guò）添（tiān）加（jiā）谷氨酸这种（zhǒng）神经递质，促使神经细胞发出信（xìn）号，让肌肉收缩，从（cóng）而（ér）验证了脊髓的功能促（cù）进（jìn）行走。结果（guǒ）是腿部以自（zì）然（rán）的行走节奏移动，当谷氨酸被（bèi）冲（chōng）走后（hòu），旋转机（jī）器人（rén）就停止了行走（zǒu）。研（yán）究（jiū）人员接（jiē）下来计（jì）划进一步完善小机器人的动作（zuò），让它们的（de）步态更加自然。该团队希望他们的突（tū）破能够让研究人（rén）员实时研（yán）究（jiū）ALS等神经退行性疾病。