该研究以卷首文章形式发表
近年来，由生命系统与机电系统在分子、细胞以及组织等多尺度融合而成的类生命机器人迅速发展，在组织工程、器官芯片和医疗等领域展现出了应用潜力。
构建类生命机器人常用的生物材料包括心肌细胞、人工骨骼肌组织（ASMT）、昆虫背血管组织、微生物等。其中，人工骨骼肌组织因其良好的尺寸可扩展性、可控性和潜在的高驱动力而被广泛应用。
近日，中国科学院沈阳自动化研究所科研人员从人类骨骼肌训练模式中获得启发，开发出了一种电-力共刺激系统，可有效提升人工骨骼肌组织的驱动性能，相关研究以卷首文章（Frontpiece）形式发表于Advanced Functional Materials。
在人体中，骨骼肌组织从胚胎到成年，都受到神经电刺激和机械刺激的共同训练或维持。科研团队模仿了人类骨骼肌在神经电脉冲刺激下，克服外界负载进行收缩的自然训练模式，同时施加电刺激和动态机械刺激，显著提升了人工骨骼肌组织的蛋白分化率与收缩性能，从而实现类生命机器人的快速驱动。
实验结果表明，经过训练的人工骨骼肌组织蛋白分化率提升约50%，收缩力最大提升约98%，展现出与天然骨骼肌类似的成熟肌节机构。值得注意的是，在低负载条件下，人工骨骼肌组织驱动部分的最大收缩应变可达18%，接近天然骨骼肌的收缩应变，表明其至少有一个维度接近天然骨骼肌性能。由该人工骨骼肌组织驱动的仿毛毛虫机器人能够以最大2.38 mm/s的速度运动，刷新了公开资料中由人工骨骼肌组织驱动的类生命机器人的速度记录。
系统示意图
该研究得到了国家自然科学基金项目、科技部重点研发计划项目和机器人与智能系统全国重点实验室项目的支持。
