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研究人员开发出自适应3D打印系统可用于生物成像和冷冻保存

盖世汽车钟群 2024-08-22 09:14:06

盖世汽车讯据外媒报道，明尼苏达大学双城分校（University of Minnesota Twin Cities）的研究人员开发出首创的自适应3D打印系统，可以识别随机分布的生物体的位置，并安全地将它们移动到特定位置进行组装。这项自主技术将节省研究人员在生物成像、控制论、冷冻保存和整合生物体的设备方面的时间和成本。

图片来源：《Advanced Science》

这项研究成果已发表在期刊《先进科学》（Advanced Science）上，论文题为“3D Printed Organisms Enabled by Aspiration-Assisted Adaptive Strategies”。研究人员目前正在申请该技术的专利。

该系统可以跟踪、收集并准确定位昆虫和其它生物，无论它们是处于静止、液滴中还是运动状态。在实时视觉和空间数据的指导下，这种拾取和放置方法能够适应并确保生物体的精确放置。

前明尼苏达大学机械工程博士后研究员、该论文的第一作者Guebum Han表示：“该打印机本身可以像人一样工作，打印机充当手，机器视觉系统充当眼睛，计算机充当大脑。该打印机还可以实时适应移动或静止的生物体，并将它们组装成特定的阵列或图案。”

通常情况下，这个过程都是人工完成的，并且需要大量的培训，而这可能会导致基于生物体的应用不一致。借助这种新型系统，研究人员花费的时间就会减少，结果也会更加一致。

这项技术可以增加用于冷冻保存的生物体数量，将活体生物与死亡物体进行分类，将生物体放置在曲面上，并将生物体与可定制形状的材料和设备集成在一起。

这项技术还可以为创建复杂的生物体排列奠定基础，例如超级有机体层次结构——在蚂蚁和蜜蜂等昆虫群体中发现的组织结构。此外，这项研究还可以评估和组装生物体，从而推动自主生物制造的进步。例如，该系统被用于改进斑马鱼胚胎的冷冻保存方法，而这以前是通过人工操作完成的。凭借这项新技术，研究人员证明与人工过程相比，该过程的完成速度提高了12倍。

未来，研究人员希望继续推进这项技术，并将其与机器人技术相结合，使其便于实地研究。这样，研究人员就可以在通常无法进入的地区收集生物体或样本。