Oamenii de știință creează piele umană vie pentru roboții biohibrid

Oamenii de știință din Japonia au creat piele umană vie care va ajuta la crearea roboților biohibrid, care sunt alcătuiți din materiale atât vii, cât și artificiale.

Metoda a fost prezentată pe 9 iunie în revista Matter.

Echipa a reușit să dea unui deget robotic o textură similară cu a pielii, precum și funcții de respingere a apei și autovindecare.

Shoji Takeuchi este profesor la Universitatea din Tokyo, Japonia.

“Degetul arată puțin ‘transpirat’ imediat după ce iese din mediul de cultură,” spune Takeuchi. “Deoarece degetul este acționat de un motor electric, este interesant să auzi sunetele clic ale motorului în armonie cu un deget care arată exact ca unul real.”

Oamenii de știință au încercat constant să facă roboții umanoizi să arate ‘reali’, especially pentru cei dezvoltați pentru a interacționa cu oamenii în domeniul sănătății și al serviciilor. Prin crearea unui aspect uman, eficiența comunicării și plăcerea de a lucra cu roboții poate fi îmbunătățită.

Limitările pielii de siliciu artificial

Pielea artificială dezvoltată pentru roboții actuali este de obicei realizată din siliciu, care imită aspectul uman. Cu toate acestea, nu reușește să atingă texturi delicate realiste, cum ar fi ridurile, și lipsește funcțiile specifice pielii. De asemenea, s-a înregistrat un succes limitat în fabricarea foilor de piele vie pentru a acoperi roboții. Este foarte dificil să le conformați obiectelor dinamice cu suprafețe neregulate.

“Cu această metodă, trebuie să ai mâinile unui artisan priceput care poate tăia și croi foile de piele,” continuă Takeuchi. “Pentru a acoperi eficient suprafețele cu celule pielii, am stabilit o metodă de modelare a țesuturilor pentru a modela direct țesutul pielii în jurul robotului, ceea ce a rezultat într-o acoperire a pielii fără cusături pe un deget robotic.”

Construirea pielii vii

Echipa a scufundat mai întâi degetul robotic într-un cilindru umplut cu o soluție de colagen și fibroblaste dermice umane, care sunt două dintre componentele principale care alcătuiesc țesuturile conjunctive ale pielii. Conform lui Takeuchi, succesul metodei se datorează tendinței naturale de contractare a amestecului de colagen și fibroblaste, care face ca acesta să se contracte și să se conformeze degetului.

Acest strat oferă baza pentru stratul următor de celule care să adere, și aceste celule sunt keratinocitele epidermice umane, care alcătuiesc 90% din stratul exterior al pielii. Acest lucru permite robotului să atingă o textură similară cu a pielii și proprietăți de barieră de reținere a umidității.

Pielea a demonstrat suficientă forță și elasticitate pentru a permite degetului robotic să se curbeze și să se întindă, și stratul exterior a fost suficient de gros pentru a fi ridicat cu clești și a respinge apa. Unul dintre cele mai interesante aspecte ale acestei dezvoltări este că pielea creată a demonstrat o capacitate de autovindecare, la fel ca pielea umană.

“Suntem surprinși de modul în care țesutul pielii se conformează suprafeței robotului,” spune Takeuchi. “Dar această lucrare este doar primul pas către crearea roboților acoperiți cu piele vie.”

Cu toate acestea, există încă unele provocări cu acest tip de piele vie. De exemplu, este mai slabă decât pielea naturală și necesită o aprovizionare constantă cu nutrienți și eliminare a deșeurilor pentru a supraviețui.

Echipa va încerca acum să depășească aceste provocări prin încorporarea unor structuri funcționale sofisticate în piele, care ar putea include foliculi de păr, unghii, neuroni senzoriali și glande sudorale.

“Cred că pielea vie este soluția definitivă pentru a da roboților aspectul și atingerea creaturilor vii, deoarece este exact același material care acoperă corpurile animalelor,” spune Takeuchi.