Зображення усміхненого робота з обличчям, створеним із “живих” клітин людської шкіри, може викликати у вас неоднозначні відчуття. Ця неймовірна інженерна розробка стала можливою завдяки японським вченим, які знайшли спосіб прикріпити вирощену в лабораторії тканину людської шкіри до облич гуманоїдних роботів.
Професор Шодзі Такеучі з Токійського університету, старший автор цього дослідження, пояснив, що під час попередніх експериментів з роботом у вигляді пальця, покритого штучною шкірою, виникла потреба в кращому зчепленні між роботом і шкірною тканиною. Це надихнуло команду на створення більш досконалої технології.
Роботизований палець був занурений у розчин колагену та фібробластів людської шкіри, що дало досить реалістичний результат. Однак команда вирішила, що може досягти ще кращих результатів. Вони почали імітувати структуру зв’язок людської шкіри та використовувати V-подібні перфорації в твердих матеріалах, що дозволило створити міцний метод адгезії. Завдяки цьому, шкіра може рухатися разом із механічними компонентами робота, не розриваючися та не відшаровуючися.
Цей метод перфорації, на відміну від попередніх підходів із використанням гачків або анкерів, дозволяє прикріплювати штучну шкіру майже до будь-якої поверхні, зберігаючи її гнучкість. Це забезпечує можливість створення мімічних рухів обличчя робота.
Проект допоміг дослідникам краще зрозуміти, як зробити штучну шкіру більш схожою на людську. Вони виявили, що необхідно створити поверхневі зморшки та товстий епідерміс для досягнення реалістичнішого вигляду. Наступним кроком є включення потових і сальних залоз, пор, кровоносних судин, жиру та нервів.
Цей проект має значний потенціал для майбутніх досліджень методів догляду за шкірою та пластичної хірургії. Створення “обличчя на чіпі” може стати важливим інструментом для таких досліджень. Крім того, це може сприяти створенню все більш складних роботів.
Професор Такеучі зазначає, що жива шкіра може надати роботам нові здібності, зокрема самовідновлення. Деякі хімічні матеріали можуть самовідновлюватися, але для цього потрібні певні тригери, такі як тепло або тиск. Біологічна шкіра ж відновлює незначні пошкодження самостійно, як це відбувається в людському організмі. Нерви та інші органи шкіри можуть бути використані в датчиках, що додасть роботам здатність відчувати, наприклад, тепло.
Здатність відчувати такі речі, як тепло, дозволить роботам краще взаємодіяти з оточенням та іншими людьми. Гнучкість і діапазон рухів шкіри – це одне; щоб досягти міміки, робот також має бути оснащений приводами, які маніпулюють тканиною, як це роблять м’язи в людському обличчі.
Попри всі досягнення, мине ще деякий час, перш ніж звичайні люди будуть спілкуватися з роботами, покритими штучною шкірою. Однак уроки, здобуті в цьому дослідженні, можуть уже незабаром вплинути на розробку нових засобів догляду за шкірою та інших інновацій.
Дослідження було опубліковано в журналі Cell Reports Physical Science.
