Les scientifiques créent une peau humaine vivante pour les robots biohybrides

Les scientifiques du Japon ont créé une peau humaine vivante qui aidera à la création de robots biohybrides, fabriqués à partir de matériaux vivants et artificiels.

La méthode a été présentée le 9 juin dans la revue Matter.

L’équipe a réussi à donner à un doigt robotique une texture similaire à la peau, ainsi que des fonctions hydrofuges et auto-régénératives.

Shoji Takeuchi est professeur à l’Université de Tokyo, au Japon.

« Le doigt a l’air légèrement ‘sueur’ dès sa sortie du milieu de culture », déclare Takeuchi. « Puisque le doigt est actionné par un moteur électrique, il est également intéressant d’entendre les bruits de clic du moteur en harmonie avec un doigt qui ressemble à un vrai ».

Les scientifiques ont constamment essayé de rendre les robots humanoïdes ‘réels’, en particulier ceux conçus pour interagir avec les humains dans les secteurs de la santé et des services. En créant une apparence humaine, l’efficacité de la communication et la sympathie envers les robots peuvent être améliorées.

Limitations de la peau en silicone artificielle

La peau artificielle développée pour les robots actuels est généralement faite de silicone, qui imite l’apparence humaine. Cependant, elle n’obtient pas de textures délicates réalistes comme les rides, et elle manque de fonctions spécifiques à la peau. Il y a également eu peu de succès dans la fabrication de feuilles de peau vivante pour recouvrir les robots. Il est très difficile de les adapter à des objets dynamiques avec des surfaces inégales.

« Avec cette méthode, vous devez avoir les mains d’un artisan habile qui peut couper et tailler les feuilles de peau », poursuit Takeuchi. « Pour recouvrir efficacement les surfaces avec des cellules de peau, nous avons établi une méthode de moulage de tissus pour mouler directement le tissu de peau autour du robot, ce qui a abouti à un revêtement de peau sans couture sur un doigt robotique ».

Construction de la peau vivante

L’équipe a tout d’abord plongé le doigt robotique dans un cylindre rempli d’une solution de collagène et de fibroblastes dermiques humains, qui sont deux des principaux composants qui forment les tissus conjonctifs de la peau humaine. Selon Takeuchi, le succès de la méthode est dû à la tendance naturelle de rétraction du mélange de collagène et de fibroblastes, qui se rétracte et s’adapte au doigt.

Cette couche fournit la base pour la prochaine couche de cellules à adhérer, et ces cellules sont des kératinocytes épidermiques humains, qui constituent 90 % de la couche la plus externe de la peau. Cela permet au robot d’obtenir une texture similaire à la peau et des propriétés de barrière de rétention d’humidité.

La peau a démontré suffisamment de force et d’élasticité pour permettre au doigt robotique de se courber et de s’étirer, et la couche la plus externe était suffisamment épaisse pour être soulevée avec des pinces et repousser l’eau. L’un des autres aspects plus intéressants de ce développement est que la peau fabriquée a démontré une capacité à s’autoréparer, tout comme la peau humaine.

« Nous sommes surpris de voir à quel point le tissu de peau s’adapte à la surface du robot », déclare Takeuchi. « Mais ce travail n’est que le premier pas vers la création de robots recouverts de peau vivante ».

Avec tout cela dit, il y a encore quelques défis avec ce type de peau vivante. Tout d’abord, elle est plus faible que la peau naturelle et nécessite un approvisionnement constant en nutriments et une élimination des déchets pour survivre.

L’équipe va maintenant essayer de surmonter ces défis en incorporant des structures fonctionnelles sophistiquées avec la peau, qui pourraient inclure des follicules pileux, des ongles, des neurones sensoriels et des glandes sudorales.

« Je pense que la peau vivante est la solution ultime pour donner aux robots l’apparence et le toucher des créatures vivantes, puisqu’il s’agit exactement du même matériau qui recouvre les corps des animaux », déclare Takeuchi.