網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

0
0

文字

分享

0
0
0

「筋肉」機器人

昱夫
・2014/07/02 ・940字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 534 ・七年級

musclepowere

變形金剛?那還不夠炫拉,在此為您介紹「筋肉」機器人~

印象中,機器人總是以電路和硬質的關節、骨架組成,透過電路訊號完成機器操作;而現在, 新一代的生物機器即將顛覆你的想像!伊利諾大學香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的Rashid Bashir團隊,在近期的Proceedings of the National Academy of Science期刊上發表了一款利用生物肌肉與3D列印骨架組合而成的「筋肉」機器人[1]。

這已經不是Bashir的團隊第一次發表生物性機器人,作為此領域的先驅,他們一直致力于發展微型生物性機器人(小於1公分),希望能應用在藥物輸送、標靶治療上。過去他們曾使用鼠類的心臟細胞作為馬達來驅動3D列印製成的骨架,使其能夠完成走路的動作,但是由於該細胞會自主收縮,造成設計者無法有效控制運動的狀況。

有鑒於先前的缺點,新款的筋肉機器人使用了骨骼肌取代心臟細胞作為運動馬達,並透過電流脈衝來控制它的收縮。如影片所示,機器人的構造分成三部分:1. 3D列印製作而成的水凝膠骨架,它作為支撐整個機器人的結構主體,並具備一定柔軟性提供機器人運動的空間; 2. 作為運動馬達的骨骼肌細胞;3. 連接骨骼肌與骨架的接點,整體的結構是模仿生物「肌肉-肌腱-骨架」的構造而設計,兩側的接點同時也作為機器人行走時的「腳」。當電流脈衝輸入到骨骼肌內,骨骼肌便會收縮帶動機器人行走,機器人運動的速度可以根據電流脈衝的頻率來做調整,頻率越快機器人運動越快。

這款設計有幾項明顯的優勢,像是使用3D設計的骨架,可以提供未來的設計者更多的變化可能,設計者可以根據自己的需求重新更換骨架零件來達到不同功能;再者,可以精準調控運動的速度,提高了使用的泛用性。

未來,研究團隊希望能將這款筋肉機器人的功能進一步提升,像是加入神經元和受器使其能夠針對不同外界刺激或是不同化學物質濃度來執行具方向性的運動。「我們的目標是希望將這款機器發展成一套感應型的標靶藥物輸送載體,當機器在人體內偵測到特定的化學物質濃度變化(可能是疾病造成),便會主動向病灶移動並釋放出藥物,而現在這款能夠精密控制的筋肉機器人正是邁向夢想的一大步」Bashir說道。

參考資料:

  1. Three-dimensionally printed biological machines powered by skeletal muscle, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1401577111

資料來源:Muscle-powered bio-bots walk on command PHYS.ORG [June 30, 2014]


 

文章難易度
昱夫
57 篇文章 ・ 1 位粉絲
PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。


0

1
0

文字

分享

0
1
0

回到大正 13 年的臺北!認識植物採集人的日常——《採集人的野帳 第二集》

蓋亞文化_96
・2022/01/23 ・1642字 ・閱讀時間約 3 分鐘

由蓋亞文化出版,臺灣首部植物採集漫畫續作《採集人的野帳 第二集》於 12 月 15 日上市,本書描繪大正 13 年植物採集人的日常,由漫畫家英張構思取材並汲取台北植物園研究史料,帶領讀者重溫臺灣原生植物發掘的黃金年代。

採集人的理想與堅持

《採集人的野帳》故事描述大稻埕藥草堂獨子涼山意外將植物學者上山採集的標本燒毀,於是被父親送到植物園勞動抵債。從採集、鑑定到研究、紀錄,讀者將逐步了解植物標本的製程,同時也將隨著劇情推進經歷各種事件,如於山區採集期間誤闖私種罌粟並自製生阿片販賣的山賊村、於颱風天時追捕在蘭花溫室行竊的小偷、於基隆採集時見證當地腦寮的興衰。此外本系列也揭露各種植物的神秘面紗,從死而復生的萬年松、能預測未來的颱風草,到被視為不祥之兆的竹子花等等,讀者將踏上百年前的植物旅路,探索採集人的足跡與精神。

國立臺灣博物館.jpg
總督府博物館(現稱為國立臺灣博物館),是日治時期重要的植物標本典藏設施。圖/WIKIPEDIA

穿梭古今,還原歷史

注重漫畫娛樂性的同時,《採集人的野帳》為了能正確傳達知識,每一個環節都有林試所學者專業監修,上至植物名稱下至葉片形狀、長度、分布等細節,都有層層的把關與考據,力求能修改成最完美、最還原的植物樣貌。此外本書也重現了大正時期植物園與博物館的樣貌,從植物園蘭花溫室到臺灣總督府博物館 (今國立臺灣博物館) 都參考了當代照片,並由作者英張還原時代背景下的種種細節。

植株細節特徵修正前後對比圖。圖/蓋亞文化 提供

植物串起的羈絆與成長

《採集人的野帳》除了是一部職人漫畫,同時也是部青春成長的故事,個性看似幼稚急躁的藥草堂獨子涼山,卻熟知植物種類並以其獨特藥性來幫助別人,與父親的衝突以及對於繼承藥草堂的排斥更是源於一段悲傷的過往;看似成熟可靠的松尾做事拼搏努力,背後也有著他的苦衷;而從山賊村逃出、缺乏山下生活常識的霧草,透過涼山與松尾的教導和幫助才能融入大家。

本集內容更深入描寫了採集人的日常和植物園腊葉館眾人的羈絆,帶領讀者探索採集人的足跡與精神,重溫台灣原生植物研究蓬勃時期。

▲博物館館長介紹植物學家川上民彌 ( 致敬川上瀧彌 )。圖/蓋亞文化 提供

▲作者英張參考老照片繪製的蘭花溫室,潮濕的痕跡還原日治時期的排水降溫法。圖/蓋亞文化 提供

▲涼山運用對植物藥性的了解救人。圖/蓋亞文化 提供

▲因泡水而恢復生機的萬年松。圖/蓋亞文化 提供

▲在基隆加工樟腦的「腦寮」附近,佐佐木先生科普樟腦的知識,樟腦加工後可以製成火藥、藥物以及用途廣泛的賽璐珞。圖/蓋亞文化 提供

▲因為竹子的開花週期長,加上竹林可能為同一株竹子長成,所以會同時開花,在當時這少見的景象被人們視為凶兆。圖/蓋亞文化 提供

——本文摘自《採集人的野帳 第二集》/ 英張,2021 年 12 月,蓋亞


 

蓋亞文化_96
141 篇文章 ・ 21 位粉絲
蓋亞文化,記憶與想像的國度。成立於2001年,致力於挖掘、出版台灣與香港、中國的華文原創作品,同時也譯介歐美日韓書籍。 2009年起,新增圖文漫畫品牌(原動力出版),透過圖像說故事,累積原創漫畫能量。 不論是文字作品或圖文漫畫,我們期許透過精準選書與合宜的編輯行銷,提供讀者多元題材的閱讀樂趣, 在作者與讀者,個人與社會,這個世界與其他世界之間,扮演文化傳遞者的角色。