基因工程菌製成的生物感測機器人

Jun03

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基因工程菌製成的生物感測機器人

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美國卡內基梅隆大學的研究人員將基因工程菌、柔性LED電路、柔性氣動執行器製成生物感測機器人,可感受環境的化學信號,完成拾放物體的操作。
現有的基因改造技術已經能使細菌感知外界化學信號並發出光信號。人們希望將基因工程菌與機器人相結合,使機器人感知環境並作出特定反應,但目前缺少適用的介導模塊。研究人員利用基因工程菌、柔性LED電路、柔性氣動執行器製成柔性夾具,可響應環境中的化學信號,完成抓取操作。製造時,先在彈性複合材料上鑽小孔,注入基因工程大腸桿菌後用多孔膜封口,形成生物膜。其中,多孔膜孔徑小於0.5μm,可令環境中的IPTG分子(異丙基-d-1-硫代吡喃半乳糖苷)穿過並誘導細菌產生熒光蛋白,同時細胞無法向外擴散,從而維持光信號的穩定。隨後,將LED埋入柔性印刷電路板,可激發熒光蛋白並濾波產生紅色熒光,也可以感受紅色熒光並將其轉化為電脈衝。最後,將LED電路板與生物膜偶聯,應用於柔性機械臂,並組裝成夾具。該夾具能感知環境液體中的IPTG分子並轉化為電信號,並在電信號作用下促使機械臂收縮,從而抓起物體。
這種生物感測機器人製造簡單,還可用於人體環境,拓展了機器人的設計思路,將促進人機交互技術的發展。
(藍海星)
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