發布日期：2022-05-18 點擊率：74
近日，中國科學院沈陽自動化研究所機器人學研究室微納米課題組在類生命機器人感知領域取得最新成果，提出用細胞機械特性來表征光遺傳學工程化細胞的光響應特征，為建立基于活體細胞的生命本征感知器件奠定了基礎。國際學術期刊Nanoscale 以outside front cover的形式刊載該研究。
億萬年的進化讓生物系統具備了人工系統所無法比擬的優勢，在人工系統上復現生命系統的優勢能夠極大地提高傳統機電系統的特性，這也成為現代機器人發展的前沿方向。課題組將生物光遺傳學與工程技術相結合，將可表達出具有高速光敏特性視蛋白的基因轉入目標細胞，使目標細胞成為光敏生物單元，進而將該工程化細胞與微納機電系統相融合，構建全新的類生命感知器件，期望全面復現光敏蛋白所具備的本征生物感知特性。這種類生命設計的其中一個關鍵問題在于如何檢測細胞的光響應特性，該問題的常規處理方法包括電生理學或化學成像等方法，然而上述方法存在過程復雜或對細胞存在損傷等缺陷。
課題組提出了一種新的細胞光響應特性表征方法，利用光輸入導致細胞機械形變這一物理現象，將超精密檢測與單細胞工程結合，實現了細胞光響應特性的快速表征。相對于傳統的檢測方法，該方法具有更高的通用性和更簡單的操作過程，為類生命感知器件的實用化提供了可行的技術支撐。
近年來，微納米課題組基于生命系統與機電系統相融合的類生命機器人研究理念，圍繞類生命感知、類生命驅動和類生命智能開展相關研究。本次封面刊發的研究成果展現了機器人感知系統由非生命介質向生命體介質轉變的可能性和先進性，向著全面建立類生命機器人系統堅實邁進。課題組該領域的前期成果先后發表在Nature Communications，Small，ACS Nanoscale，Applied Materials & Interfaces，Lab on a Chip，IEEE Trans匯刊等國際期刊，研究布局逐步系統化、體系化，為未來取得更好的成果奠定了工作基礎。
該研究得到國家自然科學基金委、中科院、機器人學國家重點實驗室的大力支持。
文章來源： 沈陽自動化研究所
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