生体模倣ソフトロボットは、自律的なエネルギー供給、高いエネルギー変換率、自己修復などの優れた特性を備えており、幅広い応用が期待できる研究対象です。柔軟な電子デバイスセットと実物そっくりのバイオニックロボットを組み合わせてバイオハイブリッドソフトロボットを形成すると、従来のロボットと実物そっくりのロボットの利点を組み合わせることができます。しかし、既存のバイオハイブリッドソフトロボットは主に電極駆動と光学駆動に分かれており、制御機能を実現するには有線電極・光源をロボットに追従させる必要がある。ワイヤーの存在は、バイオハイブリッドロボットの応用を大きく制限します。
この問題を解決するために、ハーバード大学医学部の研究者チームは、無線駆動のバイオハイブリッド ソフト ロボットを開発しました。研究チームは、3D プリンティングを使用して、柔軟なワイヤレス電源と制御回路上に折り畳み可能な生体適合性の足場を複数層構築し、その足場に心筋細胞を接種しました。この回路は、無線コイルを介して電気エネルギーを受け取り、それを刺激回路に送信して心筋細胞を刺激します。バイオハイブリッドロボットには無線回路が組み込まれているため、ロボットの水中での可動性はワイヤーに制限されません。
実験の結果、無線の駆動周波数を調整することで、辺の長さが2センチメートルの生物学的ハイブリッドロボットが毎秒約580ミクロンの速度で移動できることがわかった。同時に、駆動回路は良好な生体適合性を有し、明らかな生体毒性は見出されません。つまり、この革新的な設計方法は、制約のない生物学的ハイブリッド ソフト ロボットの設計の基準を提供し、集積回路に基づく対話型のセンシングおよびターゲティング操作の実現の可能性を提供します。これは生物医学分野で重要な応用価値があります。
参考文献
Tetsuka, H.、Pirrami, L.、Wang, T.、Demarchi, D.、Shin, SR、マルチスケール機械特性を備えたワイヤレス給電 3D プリント階層型バイオハイブリッド ロボット。上級機能。メーター。2022、32、2202674。 https://doi.org/10.1002/adfm.202202674