日，佐治亞理工學(xué)院（Georgia Tech）的一群科學(xué)家們借助一個(gè)3D打印機(jī)器人來模擬彈涂魚在巖石和泥漿上短距離“行走”的方式，進(jìn)而了解數(shù)百萬(wàn)年前生物首次從海洋登上陸地時(shí)是如何移動(dòng)的。彈涂魚以可以短暫地離開水面，利用胸鰭和尾鰭在沙灘和巖石上爬行或跳躍而知名。
對(duì)于非洲彈涂魚觀察幫助科學(xué)家們使用3D打印技術(shù)打造了這只機(jī)器人MuddyBot，它能夠使用類似于彈涂魚強(qiáng)大的鰭和尾巴的肢體在沙地上蜿蜒前行。
在最早的陸地動(dòng)物中，一條肌肉發(fā)達(dá)的尾巴在其行動(dòng)中可能起到比以前人們認(rèn)為的更為重要的作用。在一項(xiàng)新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然鰭的“行走”是彈涂魚和3D打印的MuddyBot在平坦表面上移動(dòng)的有效途徑，但是通過尾巴起伏產(chǎn)生的推力對(duì)其翻越沙坡是有幫助的。
科學(xué)家們普遍認(rèn)為，如今行走在陸地上的動(dòng)物是數(shù)億年前從來自水生環(huán)境的早期四足動(dòng)物演化而來的。在這個(gè)過程中，它們的四肢不斷適應(yīng)新的挑戰(zhàn)，以支持和推動(dòng)他們的身體在巖石、泥土和沙子上運(yùn)動(dòng)。
這些四足動(dòng)物可能面臨的這些地表的差異啟發(fā)著科學(xué)家們?nèi)ヌ接懰侨绾斡绊戇@些古老生物的移動(dòng)方式的，這也是生物學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)合作打造3D打印MuddyBot的原因。他們?yōu)閺椡眶~的身體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，此外給它加上了兩個(gè)前肢和一條尾巴，使它可以模仿彈涂魚的“行走”能力。
雖然彈涂魚是一種能夠展示早期陸上生物如何移動(dòng)的活模型，但是3D打印的MuddyBot使得科學(xué)家能夠改變它的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，從而更好地理解它不同肢體的運(yùn)動(dòng)，以及觀察這些肢體是如何彼此關(guān)聯(lián)的。
研究人員們發(fā)現(xiàn)，與其模擬的動(dòng)物一樣，3D打印的MuddyBot僅靠其前肢也很難爬到斜坡上，只有借助“尾巴”產(chǎn)生的推力它才能做到這一點(diǎn)。此外，最早的陸生動(dòng)物的第一步有可能是在有坡度的沙灘上實(shí)現(xiàn)的，他們對(duì)于彈涂魚的觀察以及對(duì)MuddyBot的測(cè)試表明最早的四足動(dòng)物很有可能也需要借助自己的尾巴提供動(dòng)力。
據(jù)該研究的合著者，Clemson大學(xué)的生物學(xué)教授Richard Blob稱：“尾巴在陸地上運(yùn)動(dòng)中所起到的作用，直到現(xiàn)在仍在很大程度上被忽視，很可能是推動(dòng)生物離開水環(huán)境、進(jìn)入陌生的新棲息地的一個(gè)重要因素?！?/p>
這項(xiàng)研究結(jié)果于2016年7月7日被在線發(fā)表在了《Science》雜志上。
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所周知，魚肉鮮美，富含蛋白質(zhì)、維生素、鐵等元素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，且易于吸收，對(duì)于健康是極好的。但是，魚形機(jī)器人呢？
發(fā)表于《Advanced Materials》一篇研究展示了加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員研發(fā)出一種3D打印微型機(jī)器人。這種機(jī)器人被設(shè)計(jì)成魚的形狀。
3D微型魚
這個(gè)特殊的“魚”長(zhǎng)120微米，厚30微米，比人的頭發(fā)絲還要薄。研究人員能夠在數(shù)秒間同時(shí)打印出數(shù)百條?！棒~” 的尾巴有微小鉑粒子，可參與過氧化氫反應(yīng)。當(dāng)魚被放置在含有過氧化物的空間中，尾巴會(huì)搖擺從而推動(dòng)魚前進(jìn)?？茖W(xué)家設(shè)想，還可以在魚的尾巴上添加其他元素，能夠用于檢測(cè)和降解毒素，例如蜂毒。
這項(xiàng)研究中，他們說明“微型魚”能夠降解液體中含有的毒素。開始工作時(shí)，它會(huì)呈現(xiàn)出紅光。尾部搖擺帶來的游動(dòng)，能夠確保它們不錯(cuò)過任何含量的污染物。但是離開實(shí)驗(yàn)室，它們不會(huì)工作很長(zhǎng)時(shí)間。
所以，用于降解毒素的“微型魚”，還處于概念階段。但是研究人員對(duì)這些微型機(jī)器人期許很高。“微型魚”發(fā)明家Jinxing Li在新聞發(fā)布會(huì)上說：“這種方法能夠讓我們更易于測(cè)試機(jī)器人，測(cè)試插入機(jī)器人的不同納米粒子的功能。我個(gè)人希望繼續(xù)進(jìn)一步研究，最終實(shí)現(xiàn)更安全、精密的微型手術(shù)機(jī)器人。”
研發(fā)人員設(shè)想的其他應(yīng)用還包括向人體目標(biāo)位置提供藥物，或者清理體內(nèi)毒素。簡(jiǎn)單的 “微型魚”不一定能夠充當(dāng)未來的“藥物投遞員”或者“清道夫”，研究人員可以研發(fā)出打印版蝙蝠或者鯊魚，甚至可以模擬出小鳥的形狀。
顯然，這可能意味著：未來某一天，你的醫(yī)生會(huì)要求你吞下“魚”或者“鯊魚”……你敢嗎？