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考虑到这条合成鱼的自主拮抗肌肉收缩 ， 研究者探究了这种自主运动能够改善它的长期表现 。 结果显示 ， 这条合成鱼保持自主运动长达 108 天 ， 相当于跳动了 3800 万次 。 与之对比 ， 半机械黄貂鱼只维持了 6 天 ， 基于骨骼肌的合成致动器维持了 7 天 。
下图 5A 为合成鱼的轨迹（网格 1cm）；5B 为具有 79% 拮抗收缩的 108 天合成鱼的摆尾角度；5C 为合成鱼在 108 天内的游泳性能 。 配备双层肌细胞的合成鱼在第一个月表现出收缩幅度增强、最大游泳速度和肌肉协调性 ， 并将它们的性能维持了 108 天 。

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这也意味着 ， 和其他生物机器人不同 ， 这条合成鱼随着年龄的增长性能还会不断改进 。 随着心肌细胞的成熟 ， 鱼的肌肉收缩强度、最大游泳速度和肌肉协调性在第一个月都会提升 ， 最终可以达到与野生斑马鱼相似的速度和效率 。
具体而言 ， 合成鱼的游动速度（15.0 mm/s）超过了以往的生物混合肌肉系统 。 该速度是半机械黄貂鱼的 5 至 27 倍 ， 彰显了反馈机制在生物混合系统开发中的重要性 。 并且 ， 当考虑到合成鱼和半机械黄貂鱼各自的肌肉质量与身体总重量的比率时 ， 这条合成鱼每单位肌肉质量的游动速度比半机械黄貂鱼快了一个数量级 ， 是后者最大速度的 13 倍 。
下图 4 为不同生物混合「鱼」和野生鱼之间的最大游动速度比较 。 可以看到 ， 这条合成鱼的最大速度超过了幼年斑马鱼和白摩利等 。

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未来展望
「通过利用两层肌肉之间的心脏机械电信号 ， 我们重建了每次收缩自动产生的循环 ， 作为对另一侧拉伸的反应」 ， 论文的共同一作、哈佛大学生物工程师 Keel Yong Lee 说道 。 「该结果展示了反馈机制在心脏等肌肉泵中的作用 。 」
研究者还将一个类似起搏器的系统集成到了生物混合体中 ， 以形成一个能够控制运动频率和协调性的孤立细胞簇 。
「由于这两种内部起搏机制 ， 我们的鱼可以活得更长、移动得更快、游泳效率更高 。 」该论文的共同一作 ， 佐治亚理工学院、埃默里大学华莱士 ·h· 库尔特生物医学工程系助理教授 Sung-Jin Park 说道 。
半机械半生物鱼的组织范围收缩与其所模仿的斑马鱼相当——相比纯机械机器人系统可以更有效地推动自身前进 。
「和以心脏组织作为蓝图的研究不同的是 ， 我们确定了使心脏工作的关键生物物理原理 ， 将其用作设计标准 ， 并将它复制到一个系统中——一条活的、游泳的「鱼」 ， 这使得我们可以更容易地观察我们是否成功了 。 」Sung-Jin Park 说道 。
伦敦国王学院的 Mathias Gautel 说：「如果该研究的进展顺利 ， 从动物真实心脏中分离出的原代细胞将可能会存活二至四个星期 ， 甚至可以将其扩展到小型动物整个生命周期的水平 ， 这一事实令人惊叹 。 」
未来 ， 该团队将利用人类心脏细胞构建更复杂的生物混合设备 。
参考链接：
https://bme.gatech.edu/bme/news/researchers-create-biohybrid-fish-powered-human-heart-cells
https://www.sciencealert.com/watch-this-biohybrid-fish-swim-to-the-rhythm-of-its-living-human-heart-cells
https://www.newscientist.com/article/2307975-robofish-powered-by-human-cardiac-cells-gives-fresh-insight-into-heart/