近日，中國科學院沈陽自動化研究所微納米課題組針對上述問題提出了一種基于肌細胞亞細胞結構的細胞機械動力學模型，描述肌細胞跳動的動力學行為。研究以彈簧、變阻尼和電動機等機電部件模擬心肌細胞的亞細胞結構，獲得單個心肌細胞的機械動力學模型。在實驗驗證中，利用掃描離子電導顯微鏡獲取細胞跳動曲線，根據所測得的細胞動態曲線辨識出細胞理論機械動力學模型系統的參數，獲得單個活體細胞亞細胞結構的多維物理機電特性（細胞亞結構的粘性、彈性、質量和動作電位）。由于掃描離子電導顯微鏡具有對生物樣本無損檢測的特性，同時采用基于活體肌細胞亞細胞結構的建模方法，可實現單細胞亞細胞結構的多維多模態物理特性（粘性、彈性、質量、動作電位）的原位無損同步獲取。該研究以肌細胞為驅動單元的類生命機器人的動力學匹配及控制技術方法研究奠定了理論和技術基礎。
相關研究成果發表在Biophysical Journal上，并被作為亮點成果加以推薦展示。該研究得到了國家自然科學基金委、中科院、機器人學國家重點實驗室等的資助。
