2013年,美国约翰霍普金斯大学医学院报告称,他们开发出的水凝胶生物材料,在软骨修复手术中将其注入骨骼小洞,能帮助刺激病人骨髓产生干细胞,长出新的软骨。在临床试验中,新生软骨覆盖率达到86%,术后疼痛也大大减轻。
2015年,加拿大一个研究团队发表报告,水凝胶不仅有利于干细胞(Stem cell)移植,也可加速眼睛与神经损伤的修复。同年,美国加州大学圣迭戈分校的纳米科学工程师研发出含有能够吸附细菌毒素的纳米海绵水凝胶。在不使用抗生素的情况下,这种“纳米海绵水凝胶”能够把被抗药性金黄色葡萄球菌感染的小鼠皮肤上的损伤减小到最小。
2017年,新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)和卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)合作,研发出能长成像动物或植物组织一样的结构和形状的水凝胶。
进入到2018年,科学家已经可以制造出人造肌肉,还能3D打印心脏,只是现有的水凝胶还不能很好的模仿生物组织的生长模式以及柔软的肌肉组织与刚硬的骨骼之间的互动模式。
所有的局限在人工水凝胶编程技术之下,都变得开阔起来。
让仿生机器人迷茫的第四阶段
在人工智能的风潮之下,马斯克在2017年的迪拜世界政府首脑会议上放出了“人应该与机器结合,变成半机器人”的惊世言论。看似天马行空,其实其背后有着缜密的科学依据——仿生机器人已经进入第三阶段,未来或将有新的突破。让马斯克没有预料到的是,这个突破可能会比他预想的要早一些,毕竟人类对于仿生机器人的研究已经接近2000年。
早在三国时期,诸葛亮发明的运输工具木牛流马就是仿生机器人的最早雏形,直至计算机技术的出现,仿生机器人的发展这才进入到快车道。正如《仿生机器人研究现状与发展趋势》中提到的,迄今为止仿生机器人已经经历了三个阶段。
第一阶段是漫长的原始探索时期,也是仿生机器人的混沌时期。这一阶段主要是生物原型的原始模仿,如原始的飞行器,模拟鸟类的翅膀扑动,所有的机器动力都是靠人力驱动。1893年,Rygg设计出机械木马;1485年达芬奇模仿鸟类飞行,设计出扑翼飞行器……这些都是先人们在仿生机器人的原始阶段的探索成果。
至20世纪中后期,由于计算机技术的出现以及驱动装置的革新,仿生机器人进入到第二个阶段,宏观仿形与运动仿生阶段。该阶段主要是利用机电系统实现诸如行走、跳跃、飞行等生物功能,并实现了一定程度的人为控制。其实,让机器人“站起来”容易,可让它们“走起来”,我们实际上是花了很长一段时间。20世纪60年代,日本早稻田大学研制的WAP、WL以及WABOT系列机器人仅仅只是在特定的条件下,让机器人实现了基本的行走功能;20年过去了,美籍华人郑元芳博士才在1986年研制出的美国第一台双足步行机器人SD-1以及其改进版SD-2。期间的历程可谓艰辛。