Živa ljudska koža na licima robota

Istraživači na japanskom Sveučilištu u Tokiju pronašli su način da tkivo ljudske kože izrađeno genetskim inženjeringom vežu na složene oblike humanoidnih robota. To sa sobom donosi potencijalne koristi za robotske platforme kao što su povećana mobilnost, sposobnosti samoiscjeljivanja, ugrađene senzorske sposobnosti i realističniji izgled.

Uzimajući inspiraciju iz ligamenata ljudske kože, tim, predvođen profesorom Shoji Takeuchijem, uključio je posebne perforacije u lice robota, koje su pomogle sloju kože da se zadrži. Njihovo bi istraživanje bi se osim u humanoidnoj robotici moglo primjenjivati u kozmetičkoj industriji i obuci plastičnih kirurga.

Takeuchi je pionir u području biohibridne robotike, gdje se susreću biologija i strojarstvo. Do sada je njegov laboratorij, Biohybrid Systems Laboratory, stvorio mini robote koji hodaju koristeći biološko mišićno tkivo, 3D ispisano meso uzgojeno u laboratoriju, projektiranu kožu koja može zacijeliti i još mnogo toga. Tijekom istraživanja Takeuchi je osjetio potrebu da ideju o robotskoj koži unaprijedi kako bi poboljšao njezina svojstva i mogućnosti.

"Tijekom prethodnog istraživanja robota u obliku prsta prekrivenog tkivom kože koju smo uzgojili u našem laboratoriju, osjetio sam potrebu za boljim prianjanjem između robotskih značajki i potkožne strukture kože", rekao je Takeuchi. "Oponašajući strukture ligamenata ljudske kože i koristeći posebno napravljene perforacije u obliku slova V u čvrstim materijalima, pronašli smo način da kožu povežemo sa složenim strukturama. Prirodna fleksibilnost kože i snažna metoda prianjanja znače da se koža može pomicati s mehaničkim komponentama robota bez trganja ili ljuštenja."

Tehnika koju je tim primijenio bilo je korištenje posebnog kolagenskog gela za prianjanje, koji je prirodno viskozan pa ga je teško unijeti u sićušne perforacije. No koristeći uobičajenu tehniku ​​plastične adhezije, uspjeli su natjerati kolagen na fine strukture perforacija.

"Manipuliranje mekim, mokrim biološkim tkivima tijekom procesa razvoja puno je teže nego što bi većina ljudi mogla pomisliti. Na primjer, ako se sterilnost ne održava, bakterije mogu ući i tkivo će umrijeti," rekao je Takeuchi. "Međutim, sada kada to možemo učiniti, živa koža može robotima donijeti niz novih sposobnosti. Biološka koža popravlja manje razderotine kao što to čini naša, a živci i drugi kožni organi mogu se dodati za korištenje u osjetilima i tako dalje."

Međutim, ovo istraživanje nije napravljeno samo kao dokaz koncepta. Takeuchi i njegov laboratorij imaju u vidu primjenu koja bi mogla pomoći u nekoliko područja medicinskih istraživanja. Ideja o organu na čipu nije osobito nova i koristi se u stvarima poput razvoja lijekova, ali nešto poput lica na čipu moglo bi biti korisno u istraživanju starenja kože, kozmetike, kirurških zahvata i plastične kirurgije.

Također, ako se mogu ugraditi i senzori, roboti bi mogli dobiti poboljšane interaktivne sposobnosti.

"U ovoj smo studiji uspjeli donekle replicirati ljudski izgled stvarajući lice s istim površinskim materijalom i strukturom kao ljudi", rekao je Takeuchi. "Osim toga, kroz ovo istraživanje, identificirali smo nove izazove, kao što je nužnost površinskih bora i deblje epiderme kako bi se postigao izgled sličniji ljudskom. Vjerujemo da se stvaranje deblje i realističnije kože može postići ugradnjom znojnih žlijezda, lojnih žlijezda, pora, krvnih žila, masti i živaca. Naravno, kretanje je također ključni čimbenik, a ne samo materijal, tako da je još jedan važan izazov stvaranje ljudskih izraza integracijom sofisticiranih pokretača ili mišića unutar robota. Stvaranje robota koji se mogu sami liječiti, točnije osjetiti svoje okruženje i obavljati zadatke s ljudskom spretnošću je nevjerojatno motivirajuće."

Istraživanje objavljeno u časopisu Cell možete pronaći na ovoj poveznici.