人類能夠品嘗東西，這是很特別的一點。不過現(xiàn)在，這可不再特別了，因為加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員Carnegie Mellon和同事合作開發(fā)了一種新方法，可以讓實驗用的軟性機器人抓手也能“品嘗”出東西：利用工程菌來檢測特定的化學(xué)物質(zhì)。

    軟性機器人使用輕質(zhì)、柔韌和柔軟的材料來制造出符合生物多功能性的機器，而軟性機器人的設(shè)計往往會從大自然中汲取靈感。將實際的活細(xì)胞添加到軟性機器人中，使科學(xué)家們離建造生物-機械混合機器又近了一步。

    這項研究的共同作者兼機械工程學(xué)副教授Carmel Majidi說：“通過將我們在柔性電子和機器人皮膚方面的工作與合成生物學(xué)相結(jié)合，我們又實現(xiàn)了一大突破，例如軟生物混合機器人，它可以根據(jù)環(huán)境條件的變化調(diào)整感知、感覺和移動的能力。”

    這個新的機器人采用了一個“生物傳感模塊”，這個模塊是用一種大腸桿菌工程菌構(gòu)建的，通過產(chǎn)生熒光蛋白來指示一種名為IPTG（異丙基硫代半乳糖苷，是一種作用極強的誘導(dǎo)劑）的化學(xué)物質(zhì)的存在，從而觸發(fā)機器人中內(nèi)置的電路，可用于檢測光線。

    大腸桿菌工程菌位于一個有柔性多孔膜的槽中，這個多孔膜允許化學(xué)物質(zhì)進入但保持細(xì)胞內(nèi)部。這個“生物傳感模塊”內(nèi)置于機器人手臂上的柔性抓手的表面，因此抓手可以通過其手指“品嘗”出東西或所處的環(huán)境。

    當(dāng)IPTG穿過膜進入腔室時，細(xì)胞發(fā)出熒光，并且模塊內(nèi)的電子電路檢測到光。電信號再傳送到抓手的控制單元，控制單元就可以決定是拾取東西還是放下東西。

    并且，這個電信號可用于讓機器人知道化學(xué)物質(zhì)是否存在于下方夾子的水浴中。因此，一旦化學(xué)物質(zhì)完全消散并且不再存在，機器人就可以檢測到，然后它就會知道把物體（這個案例中就是一個球）放入水中是安全的。

    基本上來說，研究人員已經(jīng)制造出了一個帶有集成有機組件的機器人，或者稱之為“生物混合機器人”。這種機器人的功能有限，因為它只能檢測到一個東西，并且，要制造出一個能夠隨著時間變化而追蹤濃度的微小變化的機器人也是一種挑戰(zhàn)。

    但是研究人員希望，一旦他們能夠解決構(gòu)建微生物群落的難題，這個微生物群落就能夠存在，并且隨著時間的推移在大小和組成上保持穩(wěn)定（比如，那些生活在我們腸道中，對于消化至關(guān)重要的微生物群落），那么它們就可以做很多事情。

    例如，它們不僅可以幫助機器人來檢測化學(xué)物質(zhì)，還能通過構(gòu)建聚合物或甚至生成生物能來幫助機器人實現(xiàn)自我修復(fù)的功能，從而使機器人獨立于其他來源的供電。

    加州大學(xué)戴維斯分校的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的助理教授Cheemeng Tan說：“我們的長期愿景是為軟性機器人建造合成的微生物群落，這有助于生態(tài)環(huán)境的修復(fù)、能源生產(chǎn)或生物傳感。”這項研究工作于本周三發(fā)表在《科學(xué)·機器人學(xué)》期刊上。