JAIST 的科学家们已经使用运动蛋白质制造了可以使用 3D 打印制造的带有人造肌肉的微型机器人。

日本先进科学技术研究所的团队开发了一种与 3D 打印兼容的策略，使用转基因生物分子机械激活具有人造肌肉的毫米级机器人。

生命形式的细胞包含各种复杂的化合物，称为分子马达。这些生物机器与生命系统中的运动类型相关，例如在单个细胞中运输蛋白质到肌肉组织的宏观收缩。

机器人技术和纳米技术的交叉点在于发现如何利用分子马达的动作以受控方式执行更大的任务的挑战性目标。

“到目前为止，尽管研究人员已经找到了扩大分子运动网络的集体作用以显示宏观收缩的方法，但仍然很难将这种网络有效地集成到实际机器中并产生足够大的力量来驱动宏观组件，”助理评论道。 Yuichi Hiratsuka教授来自日本日本先进科学技术研究所。

平冢与岐阜大学新田孝弘副教授和大阪大学森岛圭介教授合作，在这方面取得了进展。

在Nature Materials 上发表的一项研究中，研究人员描述了由两个转基因生物分子马达驱动的致动器的构造。

这种方法的一个显着特点是执行器通过简单的光照射从基本蛋白质自组装。光线照射到特定区域后几秒钟，相邻的运动蛋白就会与称为微管的轨道状蛋白融合，并将自身组装成类似于肌肉纤维的分层宏观结构。

一旦在目标区域周围形成，这些“人造肌肉”就会收缩，运动蛋白的集体力量就会从分子尺度放大到毫米级。

研究人员通过他们的实验强调，这项技术可以应用于小型机器人，例如激活微观抓手来处理生物样本。除此之外，该技术还可用于将单独的组件连接在一起或为简约的机械臂提供动力，以制造出类似昆虫的爬行微型机器人。

该团队开发的方法还与利用光的 3D 打印方法兼容。这意味着内置人造肌肉的微型机器人可以 3D 打印，这意味着它们可以批量生产。

“在未来，我们的可打印执行器可能成为整个机器人无缝3D 打印急需的‘执行器墨水’ 。我们相信，这种基于生物分子的墨水可以通过打印机器人所需的复杂骨骼和肌肉成分来进一步模拟生物，从而推动机器人技术的前沿发展，”Hiratsuka 补充道。