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일본의 과학자들은 바이오 하이브리드 로봇을 개발하기 위한 살아있는 인간 피부를 만들었습니다. 바이오 하이브리드 로봇은 살아있는 물질과 인공 물질로 구성된 로봇입니다.
이 방법은 6월 9일 Matter 저널에 발표되었습니다.
연구 팀은 로봇 손가락에 피부와 같은 질감과 물을 뿜어내는 기능, 그리고 자가 수리 기능을 부여할 수 있었습니다.
도쿄 대학교의 쇼지 타케우치 교수입니다.
“손가락은 배양 매체에서 나온 직후 약간 ‘땀’을 뻘뻘 흘리는 것처럼 보입니다,” 타케우치 교수는 말합니다. “손가락은 전기 모터에 의해 구동되므로 실제 손가락과 거의 같은 손가락 소리가 모터의 클릭 소리와 조화를 이루는 것은 흥미롭습니다.”
과학자들은 의료 및 서비스 산업에서 인간과 상호 작용하기 위해 개발된 휴머노이드 로봇이 실제와 같은外観을 가지도록 지속적으로 노력해 왔습니다. 인간과 같은 외관을 만들면 로봇의 의사소통 효율성과 호감도를 개선할 수 있습니다.
인공 실리콘 피부의 한계
현재 로봇에 개발된 인공 피부는 일반적으로 실리콘으로 만들어져 인간의 외관을 모방하지만, 주름과 같은 실제적인 질감을 달성하지 못하며, 피부 특유의 기능이 부족합니다. 또한 로봇을 덮는 살아있는 피부 시트를 제작하는 데에도 제한된 성공しか 거두지 못했습니다. 동적 객체의 불규칙한 표면에 이를 적합시키는 것은 매우 어렵습니다.
“그 방법으로는 피부 시트를 자르고 맞추는 데 숙련된 장인들의 손이 필요합니다,” 타케우치 교수는 계속합니다. “피부 세포로 표면을 효율적으로 덮기 위해 우리는 로봇 주변에 피부 조직을 직접 성형하는 조직 성형 방법을 확립했으며, 그 결과 로봇 손가락에 무결점의 피부 덮개가 형성되었습니다.”
살아있는 피부의 구성
연구 팀은 먼저 로봇 손가락을 콜라겐과 인간 피부의 결합 조직을 구성하는 두 가지 주요 성분인 인간 피부 섬유아 세포의 혼합물로 채운 실린더에 잠깁니다. 타케우치 교수에 따르면, 이 방법의 성공은 콜라겐과 섬유아 세포 혼합물의 자연스러운 수축 경향에 기인하며, 이는 손가락에贴着됩니다.
이 층은 다음에 피부 세포가 붙을 기초를 제공하며, 이 세포는 인간의 표피 케라틴 세포로, 피부의 가장 바깥층을 구성하는 90%를 차지합니다. 이를 통해 로봇은 피부와 같은 질감과 수분 보존 장벽 특성을 달성할 수 있습니다.
피부는 로봇 손가락이 구부리고 늘어나도록 충분한 강도와 탄성을 가지고 있었으며, 가장 바깥층은 두꺼워져 수분을 뿜어내고 집게로 들어 올릴 수 있었습니다. 이 개발의 또 다른 흥미로운 점은 제작된 피부가 인간 피부와 마찬가지로 자가 수리 능력을 보여주었다는 것입니다.
“우리는 로봇의 표면에 피부 조직이 얼마나 잘贴着하는지에 놀랐습니다,” 타케우치 교수는 말합니다. “하지만 이 연구는 살아있는 피부로 덮인 로봇을 만드는 첫 번째 단계에 불과합니다.”
그러나 이러한 살아있는 피부에도 몇 가지課題가 있습니다. 예를 들어, 자연스러운 피부보다 약하며, 생존하기 위해 영양소를 지속적으로 공급하고 폐기물이 제거되어야 합니다.
연구 팀은 이제 이러한課題를 극복하기 위해 피부에 고급 기능 구조를 통합하도록 하며, 이는 모공, 손톱, 감각 신경, 汗腺 등을 포함할 수 있습니다.
“나는 살아있는 피부가 로봇에게 생명체와 같은 외관과 감촉을 주는 궁극적인 해결책이라고 생각합니다. 왜냐하면それは 동물의 몸에 덮여 있는 동일한 물질이 때문입니다,” 타케우치 교수는 말합니다.
