과학자들이 바이오하이브리드 로봇을 위한 살아있는 인간 피부를 개발하다

일본의 과학자들이 바이오하이브리드 로봇을 만들기 위한 살아있는 인간 피부를 개발했다. 바이오하이브리드 로봇은 살아있는 물질과 인공 물질로 구성된 로봇이다.

이 방법은 6월 9일 Matter 저널에 발표되었다.

연구팀은 로봇의 손가락에 피부와 같은 질감과 물에 저항하는 기능, 그리고 자가 치유 기능을 부여할 수 있었다.

도쿄 대학의 쇼지 타케우치 교수는 “손가락이 kultur 중에서 조금 ‘땀’을 흘리는 것처럼 보인다”고 말했다. “손가락이 전기 모터에 의해 구동되기 때문에, 손가락이 실제와 같은 소리를 내는 것이 흥미롭다.”

과학자들은 humanoid 로봇이 인간과 상호작용할 때, 특히 의료와 서비스 산업에서, 더 현실적인 외모를 갖추기 위해 노력해왔다. 인간과 같은 외모를 갖추면 로봇의 의사소통 효율과 호감도를 높일 수 있다.

인공 실리콘 피부의 한계

현재 로봇에 사용되는 인공 피부는 일반적으로 실리콘으로 만들어지며, 인간의 외모를 모방한다. 그러나 그것은 실제 피부의 섬세한 질감, 주름과 같은 것을 재현하지 못하며, 피부 특有的 기능도 없다. 또한 살아있는 피부 시트를 로봇에 덮는 데도 제한적인 성공을 거두었다. 그것은 불규칙한 표면의 동적 객체에 피부 세포를 적합시키는 것이 매우 어렵기 때문이다.

타케우치 교수는 “그 방법으로는 숙련된 장인처럼 피부 시트를 자르고 맞추는 손이 필요하다”고 말했다. “표면을 피부 세포로 덮기 위해, 우리는 로봇 주변에 직접 피부 조직을 성형하는 조직 성형 방법을 개발했다. 그 결과 로봇의 손가락에 완벽한 피부 덮개를 얻을 수 있었다.”

살아있는 피부의 구성

연구팀은 먼저 로봇의 손가락을 콜라겐과 인간 피부 섬유아세포의 혼합물로 채운 실린더에 담근다. 타케우치 교수에 따르면, 이 방법의 성공은 콜라겐과 섬유아세포 혼합물의 자연스러운 수축 성향에 기인한다. 그것은 손가락에贴着하여 피부 조직을 형성한다.

이 층은 다음 층의 세포가 부착되는 기초를 제공하며, 이 세포는 인간의 표피 케라틴 세포이다. 그것은 로봇의 손가락에 피부와 같은 질감과 수분 보존 장벽 특성을 제공한다.

피부는 충분한 강도와 유연성을 갖추고 로봇의 손가락을 구부리거나 늘릴 수 있었다. 또한 외층은 두꺼웠고 물을 뿜어내고 물기를 뿜어낼 수 있었다. 이 개발의 또 다른 흥미로운 점은 제작된 피부가 인간 피부와 같은 자가 치유 능력을 보여주는 것이다.

타케우치 교수는 “로봇의 표면에 피부 조직이 얼마나 잘贴着하는지 놀랍다”고 말했다. “하지만 이 작업은 살아있는 피부로 덮인 로봇을 만드는 첫 단계에 불과하다.”

그러나 이 तरह의 살아있는 피부에도 여전히 몇 가지 도전이 있다. 예를 들어, 그것은 자연스러운 피부보다 약하며, 생존하기 위해 영양소 공급과废物 제거가 필요하다.

연구팀은 이제 이러한 도전을 극복하기 위해 피부와 함께 고급 기능 구조를 통합하려고 한다. 그것은 모공, 손톱, 감각 신경, 汗腺 등을 포함할 수 있다.

타케우치 교수는 “살아있는 피부는 로봇에 생명체의 외모와 감촉을 제공하는 궁극적인 해결책이라고 생각한다”고 말했다. “그것은 동물의 몸에 덮인 같은 물질이기 때문이다.”