Biomimetische Soft-Roboter sind aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften wie autonomer Energieversorgung, hoher Energieumwandlungsrate und Selbstreparatur ein Forschungsthema mit breiten Anwendungsaussichten.Durch die Kombination eines flexiblen elektronischen Gerätesatzes mit einem lebensechten bionischen Roboter zu einem Bio-Hybrid-Softroboter können die Vorteile eines herkömmlichen Roboters und eines lebensechten Roboters kombiniert werden.Allerdings sind die bestehenden Bio-Hybrid-Softroboter hauptsächlich in Elektrodenantrieb und optischen Antrieb unterteilt, und es ist notwendig, dass die kabelgebundene Elektrode/Lichtquelle dem Roboter folgt, um die Steuerfunktion zu erreichen.Die Existenz von Drähten schränkt den Einsatz von Bio-Hybrid-Robotern stark ein.
Um dieses Problem zu lösen, hat ein Forscherteam der Harvard Medical School einen drahtlos betriebenen Biohybrid-Softroboter entwickelt.Das Team nutzte den 3D-Druck, um mehrere Schichten eines faltbaren, biokompatiblen Gerüsts auf einem flexiblen drahtlosen Stromversorgungs- und Steuerkreis zu konstruieren, und inokulierte dann Kardiomyozyten auf das Gerüst.Der Schaltkreis empfängt elektrische Energie über die drahtlose Spule und überträgt sie an den Stimulationsschaltkreis, um die Kardiomyozyten zu stimulieren.Da der drahtlose Schaltkreis in den Bio-Hybrid-Roboter integriert ist, wird die Unterwassermobilität des Roboters nicht durch die Kabel eingeschränkt.
Experimente haben gezeigt, dass sich ein biologisch hybrider Roboter mit einer Seitenlänge von 2 Zentimetern durch Anpassung der drahtlosen Antriebsfrequenz mit einer Geschwindigkeit von etwa 580 Mikrometern pro Sekunde bewegen kann.Gleichzeitig weist der Antriebskreis eine gute Biokompatibilität auf und es wird keine offensichtliche Biotoxizität festgestellt.Kurz gesagt, diese innovative Entwurfsmethode bietet eine Referenz für den Entwurf uneingeschränkter biologischer Hybrid-Softroboter und bietet eine Möglichkeit für die Realisierung interaktiver Erfassungs- und Zieloperationen auf der Grundlage integrierter Schaltkreise, die in biomedizinischen Bereichen einen wichtigen Anwendungswert haben.
Verweise
Tetsuka, H., Pirrami, L., Wang, T., Demarchi, D., Shin, SR, Drahtlos angetriebene 3D-gedruckte hierarchische Biohybridroboter mit multiskaligen mechanischen Eigenschaften.Adv.Funktion.Mater.2022, 32, 2202674. https://doi.org/10.1002/adfm.202202674