MIT 工程师发现，即使只有一层活肌肉细胞，也能在水中产生足够的推力，只要设计得当。研究团队在《Advanced Functional Materials》上发表的论文展示了一种由凝胶薄膜构成的“骨架”，尺寸约等于一根口香糖的长宽。凝胶的两侧各刻有方形凹槽，形成机器人的两片鳍，每片鳍表面覆盖着比一根头发还薄的活肌肉细胞。这些细胞经过基因改造，可在光照下收缩。当光束照射到某一鳍时，对应的肌肉收缩，使鳍拍动并产生推动力，机器人随之前进。通过交替或同步照射两侧的光，可调节游动方向和速度。实验表明，机器人在水中能够穿过简易迷宫，最快时每分钟前进约相当于自身长度的四倍，虽然远慢于奥运选手（每分钟约 65 倍），但与海牛鲨等慢速游动的生物相当。研究者指出，传统的生物混合机器人往往使用体积庞大的三维肌肉块，需要数百万个细胞，而这种超薄二维结构更易制造且运动效率更高，未来有望用于探索脆弱或不可预测的环境，因为活组织柔软、可自我修复。
为了提升肌肉产生的力，团队对凝胶骨架的组成、刚度以及凹槽形状进行了系统调参。最初使用的纤维蛋白凝胶在受力时容易收缩，随后改用明胶甲基丙烯酸酯（GelMA），并通过调配配方获得不同刚度的薄膜。实验发现，较硬的 GelMA 能让肌肉细胞更好地对齐并形成更强的纤维；方形凹槽比弧形凹槽更有利于细胞排列；厚度约 0.5 mm 的薄膜既轻盈又能在细胞收缩时保持粘附。随后，研究人员采用闪光光刺激的训练方案“锻炼”肌肉，使其收缩力进一步增强。最终，两个独立的肌肉鳍组合成的机器人在光源的引导下，在培养皿中的水域里依次拍动鳍片，成功穿过预设的迷宫。
当前设计主要验证了薄层肌肉能够提供足够的推力，后续工作将聚焦于优化机体形状以提升游速。即便在低速下，这类肌肉驱动的游泳器也有望用于水体环境监测等任务。
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