机器人的新进化

在大多人的印象中，机器人是笨拙而机械化的，它们由金属材料构成，靠机械能产生动力，似乎跟生命扯不上什么关系。不过，随着3D打印技术和组织工程学的发展，生命与机械的界限已经被打破，动物的细胞、肌肉乃至心脏，现在都可以跟冷冰冰的机械相结合，创造出更灵活更有生命力的新一代机器人。

依靠心脏细胞的机器鳐鱼

2016年7月，美国哈佛大学的科学家们推出了全球首个生物合成机器人——机器鳐鱼。这个机器人模仿自然界中的鳐鱼制造而成，长只有1.5厘米，重只有10克，其骨干由黄金制作而成，皮层由硅树脂制成，能以每秒3毫米的速度缓慢前进。神奇的是，其动力来源竟然是老鼠心脏细胞。
机器鳐鱼的制动体由老鼠心脏细胞构成。这些细胞位于植入了特殊蛋白的有机矽制作的模板上，沿着模板的蛇形图案整齐排列生长，一周内的数量能繁殖到20万个，形成类似鳐鱼的肌肉纤维结构，靠收缩产生前进动力。
那么，这些心脏细胞怎么知道什么时候收缩呢？
事先，研究者们会往这些活体细胞的基因里增添对特定光谱敏感的基因，当特定光脉冲对其电击时，老鼠心脏细胞会沿着模板上的图案按序收缩，带动整个躯体前进。而且，机器鳐鱼两侧会对不同的光波敏感，如果只用一种光波刺激，将只能让鳐鱼的一侧收缩，这样鳐鱼就能完成转向动作，避开障碍物。
由于鳐鱼游动时改变方向的方式与心脏跳动有相似之处，能有效防止倾斜或翻转，所以这项技术在未来会被用来制造人工心脏。

给机器加点肌肉

当我们看到现在的机器人时，往往会觉得它们的动作很笨拙，这是因为它们的控制系统仍然使用常规的电机驱动，由刚性材料来连接，如果机器人也有像人一样的身体组织，动作会不会更协调呢？
美国伊利诺大学仿照了人体的肌肉骨骼模型，发明了一个只有两条腿的机器。这个机器的腿、“腰部”都是由3D打印的水凝胶充当，非常坚固，同时柔韧性也非常好，而一个环形肌肉会环绕骨骼提供动力来源。跟机器鳐鱼一样，它的环形肌肉也是由实验室培育的细胞生长而成，能由电脉冲控制收缩产生动力。
未来这项技术，最终可能发展成一代生物机器人，用于药物递送、“智能”移植、制作手术机器人等。不过，也有可能这项技术会带来更糟糕的后果，比如像科幻小说中那样，出现肌肉、肌腱和皮肤跟人类一模一样，但骨骼、心脏等器官却是金属制造的冷血杀手——终结者（人型机械人）。

柔软的“八爪怪”

在大海中，章鱼是一个非常奇特的生物，它们有三个心脏，口部像鹦鹉喙一样，感知世界的触角不是只有一条，而是有八条，它们没有内骨骼，却有惊人的力量。
哈佛大学的科学家们受到章鱼启发，也发明了一种神奇的章鱼机器人——八爪怪。这次科学家们没用活体细胞，然而八爪怪身体柔韧性依然非常好，能钻进细缝中，能根据周围环境改变形状，能用触角安全操作水下易碎物体，是第一个能像无脊椎动物那样灵活的软体机器人。
之所以这么柔软，是因为这个机器人体内没有任何的电池或者电线，完全采用化学反应驱动。其身体内有一套微小的化学反应控制部件，能利用过氧化氢与铂反应，生成氧气和水蒸气。这些气体经排放孔进入八爪怪的腕足后，会驱动章鱼的腕足变形运动。
为了更灵活运动，八爪怪的八条腕足是由两个化学反应通路控制，通过微阀门控制，既能让八爪怪的两边腕足同时运动，也能让二者先后交替运动。下一步，研究者将会为它们安上开关、复杂的控制器和传感器，让它们更能适应环境，既能在水中游泳，也能在陆地爬行。可以肯定地是，由于软体机器人能承受挤压，未来在医学、航空、探测领域都会大展身手。