Исследователи из Токийского университета разработали новаторский метод покрытия роботизированных поверхностей настоящей живой кожной тканью. Идея роботов с кожей заключается не только в создании более реалистичного внешнего вида. Это нововведение открывает целый мир возможностей: от более реалистичного протезирования до роботов, которые могут легко вписаться в человеческое пространство.

Как пишет Сyberguy, ученые преодолевают разрыв между искусственными и биологическими системами, потенциально совершая революцию в различных областях — от здравоохранения до взаимодействия человека и робота.

Речь идет о роботах, которые не только выглядят как люди, но и имеют кожу, которая может исцеляться, потеть и даже загорать. То есть, создании роботов, которые могут более естественно взаимодействовать с людьми и их окружением.

Как это работает?

Секрет кроется в так называемых «якорях перфорационного типа». Эти умные маленькие структуры вдохновлены тем, как наша собственная кожа прикрепляется к тканям под ней. По сути, они позволяют живой ткани прорастать в поверхность робота и вокруг нее, создавая надежную связь.

Исследователи использовали комбинацию человеческих дермальных фибробластов (NHDF) и человеческих эпидермальных кератиноцитов (NHEK) для создания этой живой кожи. Они культивировали эти клетки в тщательно подготовленной смеси коллагена и питательной среды, позволяя ткани созревать и формировать структуру, похожую на человеческую кожу.

Умы, стоящие за инновациями

Это новаторское исследование было проведено в Лаборатории биогибридных систем Токийского университета под руководством профессора Сёдзи Такеучи. Работа команды раздвигает границы возможного в робототехнике и биоинженерии.

Создаем лицо, которое может улыбаться

Одной из самых крутых демонстраций этой технологии является роботизированное лицо, покрытое живой тканью, которое может улыбаться. Исследователи создали систему, в которой покрытая кожей поверхность может двигаться, имитируя выражения лица.

Для этого они спроектировали роботизированное лицо с несколькими частями, включая основание с якорями перфорационного типа как для силиконового слоя, так и для эквивалента дермы. Этот силиконовый слой имитирует подкожную ткань, способствуя более реалистичному выражению улыбки.

Проблемы и решения

Прикрепить живую ткань к роботу не так просто, как кажется. Команде пришлось преодолеть такие проблемы, как обеспечение того, чтобы ткань могла правильно врастать в опорные точки. Они даже использовали плазменную обработку, чтобы сделать поверхность более «дружественной к тканям».

Исследователи также должны были учитывать размер и расположение анкеров. С помощью моделирования методом конечных элементов (FEM) они обнаружили, что анкеры большего размера обеспечивали большую прочность на растяжение, но существовал компромисс с занимаемой ими площадью.

Почему это важно

Эта технология может стать переломным моментом в таких областях, как протезирование и гуманоидная робототехника. Представьте себе протезные конечности, которые выглядят и ощущаются как настоящая кожа, или роботов, которые могут взаимодействовать с людьми более естественным образом.

Возможность создания кожи, которая может двигаться и выражать эмоции, открывает новые возможности для взаимодействия человека и робота. Это может привести к появлению более чутких и понятных роботизированных помощников в различных областях, от здравоохранения до обслуживания клиентов.

Ключевые выводы Курта

Хотя мы все еще далеки от того, чтобы увидеть роботов с полностью функциональной живой кожей, ходящих среди нас, это исследование Токийского университета открывает захватывающие возможности. Это шаг к созданию роботов, которые стирают грань между машинами и живыми организмами.

По мере того, как мы продолжаем развиваться в этой области, нам придется столкнуться с техническими проблемами и этическими последствиями создания все более реалистичных машин. Будущие исследования могут быть сосредоточены на улучшении прочности живой кожи, улучшении ее способности к заживлению или даже включении сенсорных возможностей. Одно можно сказать наверняка — будущее робототехники выглядит более человечным, чем когда-либо.