东京大学和早稻田大学的研究人员开发了一种生物杂交手，它结合了实验室培育的肌肉组织和灵活的机械关节，为新型机器人技术开辟了道路。研究人员首先培育肌肉纤维，然后将它们捆绑成多组织致动器（MuMuTA），连接到3D打印的塑料手上。通过电刺激，这只手可以做出剪刀手势，并抓取和操纵物体。研究还发现，该模型在使用后会产生“疲劳”现象，组织力量随时间下降，休息后可恢复。虽然目前只是概念验证，但这项技术在假肢和肌肉组织研究方面具有巨大潜力。

💪 **MuMuTA技术突破**：研究人员开发了多组织致动器（MuMuTA），通过将实验室培育的肌肉组织细丝卷成束，克服了肌肉强度不足的难题，实现了足够的力量和长度来驱动大型结构。

🖐️ **生物杂交手的功能**：通过电流刺激，生物杂交手能够完成复杂的动作，如做出剪刀手势、抓取和操纵移液管尖端，展示了其在精细操作方面的潜力。

⏳ **肌肉疲劳与恢复**：研究发现，生物杂交手在使用后会表现出与活体组织相似的疲劳现象，电刺激10分钟后组织收缩力下降，但休息一小时后可恢复，这为进一步研究肌肉组织功能提供了重要依据。

📏 **尺寸扩展的实现**：通过将组织捆绑在一起，研究人员克服了生物混合动力可扩展性的障碍，将装置尺寸从一厘米左右扩展到18厘米，为生物混合机器人技术的发展奠定了基础。

通过将实验室培育的肌肉组织与一系列灵活的机械关节相结合，开发出了一种可以抓握和做出手势的人造手。 这一突破为具有一系列潜在应用的新型机器人技术指明了方向。日本东京大学和早稻田大学的研究人员取得了突破性进展，展示了这项技术的真正前景。

生物杂交手漂浮在液体中，以减少摩擦，并使关节在电刺激后浮回原形

为了制造生物杂交手，他们首先在实验室中培育了一系列肌肉纤维。 由于这些组织本身的强度不足以在不撕裂的情况下发挥良好的功能，研究人员将它们捆绑在一起，称为多组织致动器或 MuMuTA。 然后，这些组织被连接到一只3D打印的塑料手上，这只手具有可移动的关节，长约18厘米（7英寸）。

东京大学的 Takeuchi Shoji 说："我们的主要成就是开发出了 MuMuTAs。这些是在培养基中生长的肌肉组织细丝，然后像寿司卷一样卷成一束，制成每根肌腱。 制造 MuMuTAs 使我们克服了最大的挑战，即确保肌肉有足够的收缩力和长度来驱动手的大型结构。"Takeuchi 是一项研究的共同作者，该研究描述了这一创造，已发表在科学机器人杂志上。

将 MuMuTA 连接到人造手上后，研究人员用电流对其进行刺激。 通过这种方式，他们成功地让这只手做出了剪刀手势，并抓住和操纵了移液管的尖端。

也许最吸引人的是，研究小组发现，就像人手一样，生物杂交模型在使用后也会"疲劳"，组织的力量会随着时间的推移而下降。

Takeuchi说："虽然并不完全令人惊讶，但有趣的是，在电刺激10分钟后，组织的收缩力下降并出现疲劳迹象，但在休息一小时后就恢复了。在工程肌肉组织中观察到这种与活体组织类似的恢复反应，是一个非凡而令人着迷的结果。"

Takeuchi和他的团队承认，他们的手实际上只是一个概念验证，而不是一个可用的设备，在其功能增强之前还有很长的路要走。例如，在研究过程中，整只手被漂浮在液体中，以便让关节在尽可能少摩擦的情况下运动。 悬浮液还能让手的各个部分在被实验室培育的肌腱弯曲后浮回中立位置，不过研究小组表示，增加弹性或更多反方向的MuMuTA可以克服这个问题。

不过，研究人员表示，通过将组织捆绑在一起，他们的发明克服了生物混合动力可扩展性方面的一个重大障碍。 以前，这类装置的尺寸不能超过一厘米左右（约半英寸），因此，18 厘米长的手是一个相当大的飞跃。

Takeuchi说："生物混合机器人技术的一个主要目标是模仿生物系统，这就需要扩大它们的尺寸。我们开发的 MuMuTAs 是实现这一目标的重要里程碑。 生物混合机器人领域仍处于起步阶段，有许多基础性挑战需要克服。 一旦这些基本障碍得到解决，这项技术就可以用于先进的假肢，还可以作为一种工具，用于了解肌肉组织在生物系统中的功能，以测试针对肌肉组织的外科手术或药物。"