علماء يخترعون بشرة بشرية حية لآلات الروبوت البيولوجية

قام علماء من اليابان بصنع بشرة بشرية حية ستساعد في إنشاء روبوتات بيولوجية هجينة، وهي مصنوعة من مواد حية واصطناعية.

تم تقديم الطريقة في 9 يونيو في مجلة مادير.

تمكن الفريق من منح إصبع روبوتي質ة تشبه البشرة، بالإضافة إلى وظائف مقاومة للماء وذاتية التعافي.

شوجي تاكوتشي هو أستاذ في جامعة طوكيو، اليابان.

“يبدو الإصبع قليلاً ‘مبللاً’ مباشرة من وسط الثقافة，” يقول تاكوتشي. “منذ أن الإصبع مدفوع بواسطة محرك كهربائي، من المثير سماع صوت نقر المحرك في وئام مع إصبع يبدو مثل واحد حقيقي”.

لقد حاول العلماء باستمرار جعل روبوتات الشبه البشرية تبدو ‘حقيقية’، خاصة تلك التي تم تطويرها للتفاعل مع البشر في صناعات الرعاية الصحية والخدمات. من خلال إنشاء مظهر بشري، يمكن تحسين كفاءة الاتصال ومدى تقبّل الروبوتات.

limitations_of_artificial_silicone_skin

الجلد الاصطناعي الذي تم تطويره لآلات الروبوت الحالية عادة ما يكون مصنوعًا من السيليكون، الذي يقلد المظهر البشري. ومع ذلك، لا يصل إلى نصوص دقيقة لطيفة مثل التجاعيد، ويتiếu وظائف جلدية محددة. كما كان هناك نجاح محدود في تصنيع أوراق جلدية حية لتغطية الروبوتات. من الصعب جداً أن تتوافق مع الأجسام الديناميكية ذات السطوح غير المستوية.

“بهذه الطريقة، عليك أن تكون لديك أيدي فنان ماهر يمكنه قص وتailoring أوراق الجلد，” يواصل تاكوتشي. “للتغطية الفعالة لسطح الجلد بخلايا الجلد، قمنا بتأسيس طريقة صب الأنسجة لتغطية直接 الأنسجة الجلدية حول الروبوت، مما أدى إلى تغطية جلدية متصلة على إصبع روبوتي”.

constructing_the_living_skin

أولاً، غمر الفريق الإصبع الروبوتي في أسطوانة مليئة بحل من الكولاجين وخلايا الأنسجة الجلدية البشرية، وهي مكونان رئيسيان من الأنسجة الجلدية البشرية. وفقًا لتاكوتشي، يعود نجاح الطريقة إلى التendency الطبيعي للكولاجين ومزيج الخلايا الجلدية للتقلص، مما يسبب تقلصه وتوافقه مع الإصبع.

توفّر هذه الطبقة أساسًا للطبقة التالية من الخلايا لتلوينها، وهذه الخلايا هي خلايا الكيراتين البشرية الجلدية، والتي تشكل 90٪ من الطبقة الخارجية للجلد. هذا يسمح للروبوت بالحصول على 질ة جلدية وخصائص حواجز الاحتفاظ بالرطوبة.

أظهر الجلد قوة ومرنة كافية لتمكين الإصبع الروبوتي من الانحناء والتمديد، وكانت الطبقة الخارجية سميكة بما يكفي لرفعها بمقص وطرد الماء. واحدة من الجوانب الأكثر إثارة للاهتمام في هذا التطوير هي أن الجلد المصنوع أظهر القدرة على التعافي الذاتي، مثل الجلد البشري.

“نحن مندهشون من كيفية توفق الأنسجة الجلدية مع سطح الروبوت，” يقول تاكوتشي. “لكن هذا العمل هو فقط الخطوة الأولى نحو إنشاء روبوتات مغطاة بجلد حي”.

مع كل ما قيل، لا تزال هناك بعض التحديات مع هذا النوع من الجلد الحي. من بينها أنه أضعف من الجلد الطبيعي ويتطلب إمدادًا مستمرًا بالمغذيات وإزالة الفضلات للبقاء على قيد الحياة.

سيبحث الفريق الآن لتحقيق هذه التحديات من خلال دمج هياكل وظيفية متقدمة مع الجلد، والتي قد تشمل الجذور، والأظافر، والخلايا العصبية، والغدد العرقية.

“أعتقد أن الجلد الحي هو الحل النهائي لإعطاء الروبوتات مظهر ولمس الكائنات الحية منذ أنه هو نفس المادة التي تغطي أجسام الحيوانات،” يقول تاكوتشي.