Учените създават жива човешка кожа за биохибридни роботи

Учени от Япония създадоха жива човешка кожа, която ще помогне при създаването на биохибридни роботи, които са направени както от живи, така и от изкуствени материали.

Методът беше представен на 9 юни в списанието въпрос.

Екипът успя да придаде на роботизиран пръст текстура, подобна на кожата, както и водоотблъскващи и самовъзстановяващи се функции.

Шоджи Такеучи е професор в Токийския университет, Япония.

„Пръстът изглежда леко „потен“ направо от хранителната среда“, казва Такеучи. „Тъй като пръстът се задвижва от електрически мотор, също е интересно да чуете щракащите звуци на мотора в хармония с пръст, който изглежда точно като истински.“

Учените последователно се опитват да направят хуманоидните роботи да изглеждат „истински“, особено за тези, които са разработени да взаимодействат с хора в сферата на здравеопазването и услугите. Чрез създаване на външен вид, подобен на човек, комуникационната ефективност и харесването на роботиката могат да бъдат подобрени.

Ограничения на изкуствената силиконова кожа

Изкуствената кожа, разработена за настоящите роботи, обикновено е изработена от силикон, който имитира човешкия външен вид. Той обаче не постига реалистични деликатни текстури като бръчки и му липсват специфични за кожата функции. Освен това има ограничен успех в производството на листове от жива кожа за покриване на роботи. Много е трудно да ги съобразите с динамични обекти с неравни повърхности.

„С този метод трябва да разполагате с ръцете на опитен занаятчия, който може да изреже и приспособи листовете от кожа“, продължава Такеучи. „За да покрием ефикасно повърхности с кожни клетки, ние създадохме метод за формоване на тъкани за директно формоване на кожна тъкан около робота, което доведе до безпроблемно покритие на кожата на роботизиран пръст.“

Изграждане на живата кожа

Екипът първо потопи роботизирания пръст в цилиндър, пълен с разтвор от колаген и човешки дермални фибробласти, които са два от основните компоненти, изграждащи съединителните тъкани на човешката кожа. Според Takeuchi успехът на метода се дължи на естествената тенденция на свиване на сместа от колаген и фибробласти, което я кара да се свива и да се приспособява към пръста.

Този слой осигурява основата за следващото покритие от клетки, към което да се залепи, и тези клетки са човешки епидермални кератиноцити, които съставляват 90% от най-външния слой на кожата. Това позволява на робота да постигне подобна на кожата текстура и бариерни свойства за задържане на влага.

Кожата демонстрира достатъчно здравина и еластичност, за да позволи на роботизирания пръст да се свие и разтегне, а най-външният слой беше достатъчно дебел, за да бъде повдигнат с пинсети и да отблъсне водата. Един от другите по-интересни аспекти на това развитие е, че изработената кожа демонстрира способност да се самовъзстановява, точно както човешката кожа.

„Изненадани сме от това колко добре кожната тъкан отговаря на повърхността на робота“, казва Такеучи. „Но тази работа е само първата стъпка към създаването на роботи, покрити с жива кожа.“

С всичко казано до тук, все още има някои предизвикателства с този тип жива кожа. От една страна, тя е по-слаба от естествената кожа и изисква постоянно снабдяване с хранителни вещества и отстраняване на отпадъците, за да оцелее.

Сега екипът ще се стреми да преодолее тези предизвикателства чрез включване на сложни функционални структури в кожата, които могат да включват космени фоликули, нокти, сензорни неврони и потни жлези.

„Мисля, че живата кожа е най-доброто решение да придадете на роботите вида и докосването на живи същества, тъй като това е точно същият материал, който покрива телата на животните“, казва Такеучи.