科学家为生物混合机器人创造活人皮肤

日本科学家创造了活体人类皮肤，这将有助于制造由活体和人造材料制成的生物混合机器人。

该方法于 9 月 XNUMX 日发表在期刊上 问题.

该团队能够赋予机器人手指类似皮肤的纹理，以及防水和自我修复功能。

Shoji Takeuchi是日本东京大学教授。

“直接从培养基中取出的手指看起来有点‘出汗’，”竹内说。 “由于手指是由电动机驱动的，因此听到电动机发出的咔哒声与看起来就像真的手指一样和谐的声音也很有趣。”

科学家们一直在努力使人形机器人看起来“真实”，特别是那些在医疗保健和服务行业中与人类互动的机器人。 通过创造类似人类的外观，可以提高机器人的沟通效率和可爱度。

人造硅胶皮肤的局限性

目前为机器人开发的人造皮肤通常由硅胶制成，模仿人类的外观。 然而，它无法实现皱纹等逼真的细腻纹理，并且缺乏皮肤特有的功能。 在制造覆盖机器人的活体皮肤片方面也取得了有限的成功。 使它们符合表面不平坦的动态物体是非常困难的。

“采用这种方法，你必须拥有熟练工匠的双手，他们可以切割和裁剪皮肤片，”竹内继续说道。 “为了有效地用皮肤细胞覆盖表面，我们建立了一种组织成型方法，可以直接在机器人周围成型皮肤组织，从而在机器人手指上实现无缝皮肤覆盖。”

构建活生生的皮肤

研究团队首先将机械手指浸入一个装有胶原蛋白和人类真皮成纤维细胞溶液的圆柱体中，胶原蛋白和成纤维细胞是构成人体皮肤结缔组织的主要成分。据竹内教授介绍，该方法的成功归功于胶原蛋白和成纤维细胞混合物的自然收缩特性，这使得混合物能够收缩并与手指紧密贴合。

这一层为下一层细胞的粘附提供了基础，这些细胞是人类表皮角质形成细胞，它们构成了皮肤最外层的 90%。 这使得机器人能够实现皮肤般的质感和保湿屏障特性。

皮肤表现出足够的强度和弹性，可以让机器人手指卷曲和伸展，最外层的厚度足以用镊子提起并防水。 这一开发的另一个更有趣的方面是，精心制作的皮肤表现出自我修复的能力，就像人类皮肤一样。

竹内表示：“我们对皮肤组织与机器人表面的贴合程度感到惊讶。但这项研究只是朝着制造覆盖活体皮肤的机器人迈出的第一步。”

尽管如此，这种活体皮肤仍然面临一些挑战。 其一，它比天然皮肤脆弱，需要持续的营养供应和废物清除才能生存。

该团队现在将寻求通过将复杂的功能结构与皮肤结合起来来克服这些挑战，其中可能包括毛囊、指甲、感觉神经元和汗腺。

“我认为活体皮肤是让机器人具有活体外观和触感的最终解决方案，因为它与覆盖动物身体的材料完全相同，”竹内说。