中科院用牛蛙骨骼肌驱动 无线光控类生命蝠鲼机器人

时间：2026年9月9日 地点：北京（中国科学院沈阳自动化研究所发布） 人物：中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室科研团队 事件详情：中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室受蝠鲼游动机制启发，研制出一款基于牛蛙离体骨骼肌的无线近红外光控"类生命蝠鲼机器人"。区别于主流的细胞工程骨骼肌组织，团队创新性地选用牛蛙股薄肌天然离体骨骼肌作为生物驱动核心，其天然肌纤维排布有序，收缩力学性能优于细胞再造肌肉。在优化电刺激条件下（1Hz、5V、每脉冲10毫秒），离体肌肉可稳定输出约6.5牛顿收缩力，收缩幅度约25%；极限条件下峰值收缩力达9.4牛顿。体外培养测试证实，该离体骨骼肌可维持电响应收缩性能长达11天，可稳定驱动机器人运行约7天。 背景：类生命机器人由生命系统和机电系统在分子、细胞以及组织等尺度融合而成，具有高能量效率、自生长、自修复、生物相容等独特优势，是近年来快速发展的前沿方向。以骨骼肌作为生物驱动器的类生命机器人，普遍存在生物驱动器输出力量弱、运动机动能力有限、有线控制束缚作业场景等技术瓶颈，严重制约这类机器人走向实际应用。 影响：在无线驱动方面，团队构建了"近红外激光—光电转换—神经电刺激"一体化架构。机器人背部集成微型砷化镓（GaAs）光伏模块，通过分时、分区激光辐照左右光伏单元，可独立控制双侧肌肉收缩时序，无需外接线缆即可实现直行、左右转向、环形巡游、掉头等多自由度复杂运动，完成无缆化水下精准操控。该方案无需对生物组织进行基因修饰。性能测试结果表明，机器蝠鲼平均直线游动速度达每秒0.54体长（约2.7厘米/秒），瞬时峰值游速可达每秒2体长，创造了由骨骼肌组织驱动的类生命机器人的最高相对行进速度；最小转弯半径仅0.8倍体长，最大转向角速度达每秒21度，约17秒即可完成完整环形轨迹。该机器人同时支持水面巡游、水下5克负载作业及硬质地面低速曲线移动。 总结：研究团队认为，此类小型、鳍推进的机器人适用于浅水环境监测及对水生生物的低扰动观测；所构建的肌肉电刺激参数体系可为神经损伤后的体外肌肉康复研究及动态组织工程培养系统提供实验参考。本研究首次将天然离体骨骼肌与无线光电神经调控体系融合，验证了天然离体骨骼肌作为高性能生物驱动器的重要潜力，为新一代无线可控高性能类生命机器人的研发开辟了全新技术思路。目前的主要限制在于生物组织寿命与外部能量依赖，下一步团队将优化离体肌肉培养体系、研发类神经柔性薄膜电极并尝试光伏储能与机载储能结合。 参考来源： - https://www.ithome.com/1/000/146.htm - https://sia.cas.cn/xwzx/kydt/202609/t20260902_8276350.html - https://new.qq.com/rain/a/20260909A073ZM00 - https://www.cnbeta.com.tw/articles/science/1577046.htm - https://so.html5.qq.com/page/real/search_news?docid=70000021_7856aa0de1363252 - https://finance.sina.cn/7x24/2026-09-03/detail-iniqpeka1123146.d.html - https://doi.org/10.1002/adfm.77713