用蓝色 microLED 照亮的 eBiobot 原型照片，遥控微型生物机器人在医学、传感和环境监测等方面具有许多潜在的应用

现在，微型生物机器人有了一项新技术：远程控制。伊利诺伊大学香槟分校、西北大学和合作机构的研究人员表示，这种混合的“eBiobots”是第一个将软材料、活肌肉和微电子学结合在一起的机器人，他们已在《Science Robotics》《科学机器人》杂志上描述了这种厘米级的生物机器。

伊利诺伊大学生物工程教授、格兰杰工程学院院长Rashid Bashir是这项研究的共同负责人，他说：“集成微电子技术可以将生物世界和电子世界融合在一起，两者都有许多各自的优势，现在可以生产出这些电子生物机器人和机器，它们在未来可能对许多医疗、传感和环境应用有用。”

Bashir的团队率先开发了生物机器人，这种小型生物机器人由3D打印聚合物骨架上生长的小鼠肌肉组织提供动力。他们在2012年展示了行走生物机器人，在2016年展示了光激活生物机器人。光激活给了研究人员一些控制，但实际应用受到了如何在实验室环境之外将光脉冲传递给生物机器人的问题的限制。

这个问题的答案来自美国西北大学教授 John A. Rogers，他是柔性生物电子学的先驱，他的团队帮助集成了微型无线微电子和无电池微型LED，这使得研究人员可以远程控制eBiobots。

Rogers说：“这种技术和生物学的不同寻常的结合为创造自疗、学习、进化、交流和自组织的工程系统提供了巨大的机会。我们认为这是未来研究的沃土，在生物医学和环境监测方面具有特定的潜在应用”。Rogers是西北大学材料科学与工程、生物医学工程和神经外科教授，也是Querrey Simpson生物电子学研究所所长。

远程控制转向允许 eBiobots 绕过障碍物，如这张穿越迷宫的双足机器人的合成图像所示

为了让生物机器人能够在实际应用中自由活动，研究人员开始消除笨重的电池和缆绳。休斯敦大学生物医学工程助理教授Zhengwei Li说，eBiobots使用一个接收线圈来收集电力，并提供一个可调节的输出电压，为微型LED供电。

研究人员可以向电子生物机器人发送无线信号，促使LED发光。LED会刺激感光的工程肌肉收缩，移动聚合物腿，让机器“行走”。微型led非常有针对性，可以激活肌肉的特定部分，使eBiobot朝着预期的方向转动，可以在YouTube上观看相关视频。

研究人员使用计算建模来优化eBiobot的设计和组件集成，以提高鲁棒性、速度和可操作性。伊利诺斯州机械科学与工程教授Mattia Gazzola领导了eBiobots的模拟和设计。Gazzola实验室的博士后研究员Xiaotian Zhang说，这种支架的迭代设计和加法3D打印允许快速循环实验和性能改进。

eBiobots 是第一台无线生物混合机器，结合了生物组织、微电子和 3D 打印软聚合物

共同作者、伊利诺伊州的研究生Youngdeok Kim说，该设计允许未来可能集成额外的微电子器件，如化学和生物传感器，或3打印的支架部件，用于推动或运输生物机器人遇到的东西。

研究人员说，电子传感器或生物神经元的集成将使eBiobots能够感知环境中的毒素、疾病的生物标记物以及更多的可能性并做出反应。

Li 说：“通过开发有史以来第一个混合生物电子机器人，我们为医疗创新应用的新范式打开了大门，比如原位活检和分析，微创手术，甚至是人体癌症检测。”

参考链接：https://robohub.org/microelectronics-give-researchers-a-remote-control-for-biological-robots/

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.add1053