Ученые разработали «живую» кожу для роботов, и это уже нечто

От Талоса, гигантского бронзового автомата, который охранял принцессу Европу в древнегреческих мифах, до сайлонов и терминаторов, идея искусственных людей на протяжении веков одновременно очаровывала и пугала нас.

Сейчас мы как никогда близки к тому, чтобы сделать робота очень похожим на человека благодаря разработке кожи живого робота. Это неприятное на вид вещество является водоотталкивающим, самовосстанавливающимся и имеет текстуру, похожую на нашу кожу.

Потому что на самом деле оно сделано из клеток кожи человека.

«Я думаю, живая кожа — идеальное решение, позволяющее придать роботам внешний вид и осязание живых существ, поскольку это точно такой же материал, из которого покрывают тела животных», — сказал инженер по тканям Токийского университета Сёдзи Такеучи.

Исследователи успешно покрыли три -сочлененный, функционирующий палец робота с прототипом этой выращенной в лаборатории кожи.

«Палец выглядит слегка «потный» прямо из питательной среды», — говорит Такеучи. «Поскольку палец приводится в движение электромотором, интересно также услышать щелкающие звуки мотора в гармонии с пальцем, который выглядит совсем как настоящий».

Предыдущие попытки пересадки кожи на Роботизированные поверхности оказались сложными, поэтому инженер по тканям Токийского университета Мичио Каваи и его коллеги применили подход, который позволяет коже формировать себя на устройстве.

«Трудно разрезать, склеить или сшить конечные точки. эквивалента кожи, не повреждая мягкие, хрупкие ткани», — объясняют Каваи и его команда в своей статье.

Вместо этого они погрузили роботизированную структуру в раствор коллагена и дермальных фибробластов — клеток, которые производят белки, образующие структурная матрица нашей кожи. Это основные части соединительной ткани кожи.

Затем они покрыли этот грунтовочный слой эпидермальными клетками (кератиноцитами), основным компонентом внешнего слоя нашей кожи. Без этого дополнительного слоя материалу не хватило бы водоотталкивающих свойств, как у животных.

На кадрах ниже электростатически заряженный шарик полистирола прилипает к пальцу без эпидермиса, что затрудняет его воздействие. для управления.

Хотя липкий материал может выдерживать многократное растяжение и сжатие движений пальцев робота, он все же намного слабее, чем кожа человека. Команда предполагает, что более высокая концентрация коллагена в исходном растворе, а также дальнейшее созревание клеток могут улучшить это.

Примечательно, что искусственную кожу также можно заживить с помощью коллагеновой повязки, которую захватывают живые клетки. и интегрироваться в их систему, чтобы восполнить ущерб.

Хотя результаты весьма поразительны, выращенных в лаборатории тканей все еще очень мало. Он не может долго существовать вне своего питательного раствора — так же, как и наша кожа, ему требуется постоянное поступление воды, чтобы избежать высыхания, но искусственным слоям кожи не хватает сложных компонентов системы кровообращения и потовых желез для обеспечения такого увлажнения.

«Создание перфузионных каналов внутри и под дермой, эквивалентных имитирующим кровеносные сосуды для подачи воды, а также интеграция потовых желез в кожный эквивалент, являются важными направлениями будущих исследований», – пишут Каваи и его коллеги.

>

Они также предлагают добавить «нервы» и датчики, чтобы кожа, созданная в лаборатории, могла обладать множеством талантов, как и наша, и служить как защитой, так и органом чувств.

«Мы удивлены тем, насколько хорошо, что ткань кожи соответствует поверхности робота», — говорит Такеучи. «Но эта работа — лишь первый шаг к созданию роботов, покрытых живой кожей».

Исследователи надеются, что придание роботам более человечного вида поможет нам лучше относиться к ним и полюбить их, чтобы они могли лучше общаться с нами. , работающих в сфере медицины, ухода и обслуживания. (Конечно, если мы сможем продвигать искусственных гуманоидов за пределы зловещей долины.)

«Эти результаты показывают потенциал сдвига парадигмы от традиционной робототехники к новой схеме биогибридной робототехники, которая использует преимущества как живых, так и искусственных материалов», — заключают исследователи.

Их исследование опубликовано в Matter.