生物是鼓舞人心的存在,但也很難在機械人技巧中停止復(fù)制。為了完成這個目的,日本的研討人員勝利設(shè)計了種渺小的機械人體系,可以像個活體細胞樣挪動。
該體系被稱為份子機械人,年夜小外形相似于阿米巴變形蟲。模樣像是個充斥液體的囊,該構(gòu)造體內(nèi)含有年夜約27種生物和化學成份構(gòu)成,該機械人研討人員之,日本仙臺西南年夜學的生物工程師野村郎說。份子組件協(xié)同任務(wù)經(jīng)由過程拉伸舉措來轉(zhuǎn)變囊的外形,在液體情況中推進囊體像細胞樣活動。經(jīng)由過程應(yīng)用對光敏感的DNA旌旗燈號來掌握囊體活動的啟止。
除以這類獨特方法活動,該變形蟲機械人能做的其實不多。但這就是該創(chuàng)造的絕妙的地方,野村說。機械人可作為種載體,可以拆卸研討人員想到的任何器械:微型盤算機,傳感器,乃至藥物。裝備了這些對象后,變形蟲機械人體系便可以用來摸索生物份子情況。它可以尋覓毒素,檢討其他細胞的外面或是剖析造就皿內(nèi)的物資。
野村和他的同事們曾經(jīng)想出了種辦法來打包和運輸相干對象,以便其他迷信可以“高興地操控機械人”,并拆卸上本身須要的組件。他愿望該平臺將用于構(gòu)建愈來愈龐雜的具有可控的活動性的份子機械人。
終究,野村想看到機械人可以或許在細胞內(nèi)運作。“這是個前沿科技,”野村說。 變形蟲機械人可以潛入細胞外部及其細胞核,可以診斷,尋覓細胞外部的成績。“這有點夢境,”野村說,但值得留意的是,他的機械人尺寸可以減小到小于微米 - 足夠小,以順應(yīng)細胞外部。
研討人員曾經(jīng)開辟了很多概念驗證的微米和納米機械人,它們可以在身材內(nèi)挪動和通訊。 很多這些渺小的機械人由可生物降解的資料制成,而且由磁,化學或超聲波力氣來驅(qū)動。
野村的份子機械人的分歧的地方在于它完整由生物和化學成份構(gòu)成,像細胞樣挪動,并由DNA掌握。 其他曾經(jīng)開辟出來的份子機械人,沒有個具有這類可操控的動力,野村說。
野村說,花了年夜約年半的時光應(yīng)用27種分歧的化學成份來制作份子機械人。 脂質(zhì)構(gòu)造的膜用作可延展的機械人主體。 在機械人外面,特別的卵白質(zhì)撞到膜,招致它轉(zhuǎn)變外形,相似于有人從袋子外部向外擊打。
如許的沖擊活動僅在被稱為驅(qū)動卵白和微管的癥結(jié)卵白經(jīng)由過程錨單位銜接到膜時產(chǎn)生。 該銜接由光敏DNA供給。 當紫外光照耀在機械人上時,外部的光敏DNA裂成單鏈。 然后它可以鎖定到錨單位和驅(qū)動卵白 - 微管構(gòu)造,構(gòu)成它們之間的橋梁。
微管卵白,其是剛性的,長型構(gòu)造,在腺苷三磷酸或ATP-細胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)運份子的贊助下沿著驅(qū)動卵白卵白滑動。當它們滑動時,可以擊打機械人的外膜,招致其轉(zhuǎn)變外形。
經(jīng)由過程應(yīng)用這類份子的組合,野村和他的同事勝利地模仿了細胞的活動。 然則假如這項技巧是完整由生物組件組裝,由ATP停止化學驅(qū)動,我們真的可以稱之為機械人?“機械人的界說很廣的,”野村說。假如有樣器械具有個實體,可以感知和處置信息并履行個功效,它就是個機械人,他說。
不管是機械人或許細胞機械人,我們都等待著看到工程師會在外面放置哪些功效。