日前，美國凱斯西儲大學提出了“有機工程”這個全新的詞匯，即將機器人與組織工程相結合，創造出“生物混合機器人”。這是一個有前途的研究領域，借助3D打印技術，將組織工程與機器人技術結合在一起。

美提出“有機工程”概念借3D打印造新型機器人

近日，來自凱斯西儲大學的研究員VickieWebster-Wood和她的團隊發表了一篇研究論文，提出了“有機工程”這個全新的詞匯，即將機器人與組織工程相結合，創造出“生物混合機器人”。

Webster-Wood是機械和航空航天工程系的博士后研究員，去年在自己的研究領域取得了突出的成績，因為她開發了可以游泳的生物3D打印混合機器人。

由安裝在3D打印聚合物底座上的海蛞蝓肌制成的小型機器人，可以通過在糖水溶液中施加電脈沖來使其游泳。3D打印研究項目雖然是生物混合機器人的一個小型例子，但它已經成為Webster-Wood在該領域的一個可信平臺，目前正在使用該平臺來統一它。

她們的新研究項目的目標是幫助來自全球各地的研究人員在生物混合機器人(正式稱為生物工程)領域處于同一水平，這是一個有前途的研究領域，借助3D打印技術，將組織工程與機器人技術結合在一起。

Webster-Wood解釋說：“這是一個非常年輕的領域，而現在，詞匯并沒有達成一致性，也沒有普遍的詞匯來形容它，在過去的十年中，組織工程能夠利用生物材料制造不同的東西，雖然機器人技術有了并行的加速，但這兩個領域的研究人員傾向于使用不同的詞匯。”

Webster-Wood提出了一個用于討論和分類生物混合動力機器人的“組織密鑰”，這個組織密鑰基于四個要點，每個要素都是由機器人和生物共享的。

這些類別是：結構，指機器人的金屬或塑料框架以及有機體的骨架或身體；執行器，或者是什么使結構移動，例如，電機(機器人)或肌肉(有機)；傳感器，其可以是機器人上的照相機或測距儀，以及用于活體的皮膚；眼睛或其他感覺器官；控制器，這是機器人的電腦或生物的大腦。

除了這四個要素之外，研究人員還引入了一個“有組織的術語匯編”來更有效地描述生物混合動力有機機器人。Webster-Woods評論說：“你必須有這些東西。那樣的話，人們不是在發明輪子，而是在說‘哦，其他十幾個人已經發明了這個！’”

她補充說：“據我們所知，這是第一次發表一篇文章，講述所有這四個部分使用的有機材料，以及這將如何導致完全有機的機器人。雖然它不如海蛞蝓那樣轟動，但我們認為它將同樣重要。”

有機工程和生物混合機器人是科學和工程領域不斷增長的趨勢的一部分，利用有機自然元素來創造新的產品和設備。然而，生物混合機器人不僅僅是以大自然為靈感，實際上整合了肌肉組織和細胞等有機元素，創造出動物般的環保機器人。

因此，生物3D打印技術通常使用由細胞注入的水凝膠來制作特定結構，因此非常符合生物工程的發展，并且可能用于將細胞施加到機器人框架上。在Webster-Wood的案例中，她使用3D打印機為她的游泳機器人創造了一個聚合物結構(包括手臂和身體)，并與海蛞蝓肌細胞結合在一起。

雖然這個領域還處于初始階段，但看看生物混合機器人研究在不久的將來會如何發展，3D打印技術在現場的應用，以及Webster-Wood的“有機工程”是否會繼續存在，這將是非常有趣的。

據悉，Webster-Wood已于最近在“科學機器人學”雜志上發表了題為“有機工程：面向使用有機材料的設備的機器人分類關鍵”的文章。