Scienziati creano pelle umana vivente per robot bioibridi

Gli scienziati giapponesi hanno creato pelle umana vivente che aiuterà nella creazione di robot bioibridi, fatti di materiali sia viventi che artificiali.

Il metodo è stato presentato il 9 giugno sulla rivista Matter.

Il team è riuscito a dare a un dito robotico una texture simile alla pelle, nonché funzioni idrorepellenti e auto-rigeneranti.

Shoji Takeuchi è un professore all’Università di Tokyo, in Giappone.

“Il dito sembra leggermente ‘sudato’ appena uscito dal mezzo di coltura,” dice Takeuchi. “Poiché il dito è azionato da un motore elettrico, è anche interessante sentire i clic del motore in armonia con un dito che sembra proprio come uno vero.”

Gli scienziati stanno cercando costantemente di fare in modo che i robot umanoidi abbiano un aspetto ‘reale’, specialmente per quelli sviluppati per interagire con gli esseri umani nel settore sanitario e dei servizi. Creando un aspetto umanoide, l’efficienza della comunicazione e la simpatia dei robot possono essere migliorate.

Limitazioni della pelle di silicone artificiale

La pelle artificiale sviluppata per i robot attuali è solitamente fatta di silicone, che imita l’aspetto umano. Tuttavia, non raggiunge texture delicate realistiche come le rughe e manca di funzioni specifiche della pelle. Inoltre, c’è stato un successo limitato nella fabbricazione di fogli di pelle vivente per coprire i robot. È molto difficile conformarli a oggetti dinamici con superfici irregolari.

“Con quel metodo, devi avere le mani di un artigiano esperto che possa tagliare e cucire i fogli di pelle,” continua Takeuchi. “Per coprire efficientemente le superfici con cellule di pelle, abbiamo stabilito un metodo di modellazione dei tessuti per modellare direttamente il tessuto di pelle attorno al robot, il che ha portato a una copertura cutanea senza soluzione di continuità su un dito robotico.”

Costruire la pelle vivente

Il team ha prima immerso il dito robotico in un cilindro riempito con una soluzione di collagene e fibroblasti dermici umani, che sono due dei principali componenti che costituiscono i tessuti connessi della pelle umana. Secondo Takeuchi, il successo del metodo è dovuto alla tendenza naturale di restringimento della miscela di collagene e fibroblasti, che causa il restringimento e la conformità al dito.

Questo strato fornisce la base per il successivo strato di cellule da attaccare, e queste cellule sono cheratinociti epidermici umani, che costituiscono il 90% dello strato più esterno della pelle. Ciò consente al robot di raggiungere una texture simile alla pelle e proprietà di barriera di ritenzione dell’umidità.

La pelle ha dimostrato abbastanza forza e elasticità per permettere al dito robotico di incurvarsi e allungarsi, e lo strato più esterno era abbastanza spesso da essere sollevato con le pinzette e respingere l’acqua. Uno degli aspetti più interessanti di questo sviluppo è che la pelle creata ha dimostrato la capacità di auto-rigenerarsi, proprio come la pelle umana.

“Siamo sorpresi da quanto bene il tessuto di pelle si conforma alla superficie del robot,” dice Takeuchi. “Ma questo lavoro è solo il primo passo verso la creazione di robot coperti con pelle vivente.”

Con tutto ciò detto, ci sono ancora alcune sfide con questo tipo di pelle vivente. Ad esempio, è più debole della pelle naturale e richiede un costante approvvigionamento di nutrienti e rimozione dei rifiuti per sopravvivere.

Il team cercherà ora di superare queste sfide incorporando strutture funzionali sofisticate con la pelle, che potrebbero includere follicoli piliferi, unghie, neuroni sensoriali e ghiandole sudorali.

“Penso che la pelle vivente sia la soluzione definitiva per dare ai robot l’aspetto e il tocco di creature viventi, poiché è esattamente lo stesso materiale che copre i corpi degli animali,” dice Takeuchi.