생체모방 소프트로봇은 자율적인 에너지 공급, 높은 에너지 전환율, 자가수리 등의 특성이 우수하여 활용 가능성이 넓은 연구주제이다.유연한 전자 장치 세트와 실물 같은 생체 공학 로봇을 결합하여 바이오 하이브리드 소프트 로봇을 형성하면 기존 로봇과 실물 같은 로봇의 장점을 결합할 수 있습니다.그러나 기존 바이오 하이브리드 소프트 로봇은 크게 전극 구동과 광학 구동으로 나누어지며, 제어 기능을 구현하려면 유선 전극/광원이 로봇을 따라가도록 하는 것이 필요하다.와이어의 존재는 바이오 하이브리드 로봇의 적용을 크게 제한합니다.
이 문제를 해결하기 위해 하버드 의과대학 연구팀은 무선으로 구동되는 바이오하이브리드 소프트 로봇을 개발했습니다.팀은 3D 프린팅을 사용하여 유연한 무선 전원 공급 장치 및 제어 회로에 여러 층의 접이식 생체 적합성 지지체를 구축한 다음 지지체에 심근세포를 접종했습니다.회로는 무선 코일을 통해 전기 에너지를 받아 자극 회로로 전달하여 심근 세포를 자극합니다.바이오하이브리드 로봇에는 무선회로가 집적되어 있기 때문에 로봇의 수중 이동성은 전선의 제약을 받지 않습니다.
실험에 따르면 무선 구동 주파수를 조정하면 측면 길이가 2cm인 생물학적 하이브리드 로봇이 초당 약 580미크론의 속도로 이동할 수 있는 것으로 나타났습니다.동시에 구동 회로는 생체 적합성이 좋으며 뚜렷한 생물학적 독성이 발견되지 않습니다.간단히 말해서, 이 혁신적인 설계 방법은 제약이 없는 생물학적 하이브리드 소프트 로봇 설계에 대한 참고 자료를 제공하고, 생체 의학 분야에서 중요한 응용 가치를 갖는 집적 회로를 기반으로 하는 대화형 감지 및 타겟팅 작업의 실현 가능성을 제공합니다.
참고자료
Tetsuka, H., Pirrami, L., Wang, T., Demarchi, D., Shin, SR, 다중 규모 기계적 특성을 갖춘 무선 구동 3D 프린팅 계층적 바이오하이브리드 로봇.고급기능교배.2022, 32, 2202674. https://doi.org/10.1002/adfm.202202674