바이오하이브리드 로봇을 위한 살아있는 인간 피부를 만드는 과학자들

일본의 과학자들은 살아있는 인간의 피부를 만들어 살아있는 재료와 인공 재료로 만들어진 바이오 하이브리드 로봇을 만드는 데 도움이 될 것입니다.

이 방법은 9월 XNUMX일 저널에 발표되었습니다. 문제.

연구팀은 로봇 손가락에 피부와 같은 질감을 부여하고 발수 및 자가 치유 기능을 부여할 수 있었다.

Shoji Takeuchi는 일본 도쿄 대학의 교수입니다.

Takeuchi는 “배양 배지에서 꺼내자마자 손가락이 약간 '땀이' 난 것처럼 보입니다. “손가락은 전기 모터로 구동되기 때문에 모터의 딸깍하는 소리가 실제 손가락과 조화를 이루는 것도 흥미롭습니다.”

과학자들은 휴머노이드 로봇, 특히 의료 및 서비스 산업에서 인간과 상호 작용하도록 개발된 휴머노이드 로봇을 위해 지속적으로 노력해 왔습니다. 인간과 같은 모습을 만들어냄으로써 커뮤니케이션 효율과 로봇의 호감도를 높일 수 있다.

인공 실리콘 피부의 한계

현재 로봇용으로 개발된 인공피부는 보통 사람의 모습을 본뜬 실리콘으로 만들어진다. 그러나 주름과 같은 사실적인 섬세한 질감을 구현하지 못하고 피부 고유의 기능이 부족합니다. 또한 로봇을 덮기 위해 살아있는 피부 시트를 제조하는 데 제한적인 성공을 거두었습니다. 표면이 고르지 않은 동적 개체에 맞추는 것은 매우 어렵습니다.

“그 방법을 사용하려면 스킨 시트를 자르고 재단할 수 있는 숙련된 장인의 손이 있어야 합니다.”라고 Takeuchi는 계속 말합니다. "피부 세포로 표면을 효율적으로 덮기 위해 로봇 주변의 피부 조직을 직접 성형하는 조직 성형 방법을 확립하여 로봇 손가락에 매끄러운 피부를 덮었습니다."

살아있는 피부 구성

팀은 먼저 인간 피부의 결합 조직을 구성하는 두 가지 주요 구성 요소인 콜라겐과 인간 진피 섬유아세포 용액으로 채워진 실린더에 로봇 손가락을 담갔다. Takeuchi에 따르면, 이 방법의 성공은 콜라겐과 섬유아세포 혼합물의 자연스러운 수축 경향에 기인하며, 이로 인해 수축되어 손가락에 맞게 됩니다.

이 층은 다음에 붙을 세포층의 기초를 제공하며, 이 세포는 피부 최외곽층의 90%를 차지하는 인간 표피 각질세포입니다. 이를 통해 로봇은 피부와 같은 질감과 수분 유지 장벽 특성을 얻을 수 있습니다.

피부는 로봇 손가락이 구부리고 늘어날 수 있을 만큼 충분한 강도와 탄력성을 보였고, 가장 바깥층은 족집게로 들어 올리고 물을 튕겨낼 수 있을 만큼 두껍습니다. 이 개발의 또 다른 흥미로운 측면 중 하나는 제작된 피부가 인간의 피부처럼 자가 치유 능력을 입증했다는 것입니다.

"우리는 피부 조직이 로봇의 표면에 얼마나 잘 부합하는지에 놀랐습니다."라고 Takeuchi는 말합니다. "하지만 이 작업은 살아있는 피부로 덮인 로봇을 만드는 첫 단계에 불과합니다."

이러한 유형의 살아있는 피부에는 여전히 몇 가지 문제가 있습니다. 하나는 천연 피부보다 약하고 생존을 위해 지속적인 영양 공급과 노폐물 제거가 필요합니다.

팀은 이제 모낭, 손톱, 감각 뉴런 및 땀샘을 포함할 수 있는 피부에 정교한 기능적 구조를 통합하여 이러한 문제를 극복할 방법을 모색할 것입니다.

Takeuchi는 “살아 있는 피부는 동물의 몸을 덮고 있는 것과 똑같은 재료이기 때문에 로봇에게 살아있는 생물의 모양과 촉감을 부여하는 궁극적인 솔루션이라고 생각합니다.