Робота одели в человеческую кожу
Ученые из Японии нарастили на роботизированный механизм кожу, идентичную человеческой. Отчет об их работе опубликован в журнале Matter.
Одна из главных задач, стоящих перед создателями роботов-гуманоидов, сделать их максимально похожими на людей. Особенно это актуально для машин, применяющихся в здравоохранении и сфере услуг, поскольку схожесть с человеком может повысить эффективность общения c клиентами или пациентами и вызвать у них симпатию, считают исследователи.
Силиконовое покрытие, в которое облачают роботов сейчас, в целом способно имитировать кожу человека, но с повторением деликатных текстур, таких как морщинки, уже не справляется. Попытки изготовить листы живой кожи для роботов также имели ограниченный успех — их оказалось сложно приладить к динамическим объектам с неровными поверхностями.
«При использовании этого метода у вас должны быть руки опытного мастера, способного точно вырезать и подгонять листы кожи», — говорит ведущий автор исследования Сёдзи Такеучи, профессор Токийского университета.
Чтобы эффективно покрыть поверхность робота клетками кожи, японские ученые попытались сформировать ткани непосредственно вокруг механизма. Сначала они погрузили роботизированный палец в цилиндр, наполненный раствором коллагена и дермальных фибробластов человека — двух основных компонентов, из которых состоят соединительные ткани кожи.
Ваш браузер не поддерживает данный формат видео.
Такеучи говорит, что успех исследования заключается в естественной способности этой смеси сжиматься и плотно прилегать к пальцу. Подобно грунтовке под краску, этот слой обеспечил однородную основу для следующего слоя клеток — эпидермальных кератиноцитов человека. Они составляют 90% внешнего слоя кожи, придавая поверхности робота текстуру, похожую на человеческую, и влагоудерживающие барьерные свойства.
В результате получилось создать бесшовное кожное покрытие, достаточно прочное и эластичное, чтобы выдерживать сгибания и разгибания механического пальца.
Кроме того, подобно человеческой, искусственная кожа оказалась способна к самовосстановлению — для этого на палец накладывали коллагеновую повязку.
«Но эта работа — лишь первый шаг к созданию роботов, покрытых живой кожей», — говорит Такеучи.
Пока что выращенная для робота кожа значительно менее прочна в сравнение с естественной — она не может долго существовать без постоянного очищения и снабжения питательными веществами. В дальнейшем Такеучи и его команда планируют решить эти проблемы, а также внедрить в кожу более сложные функциональные структуры, такие как сенсорные нейроны, волосяные фолликулы, ногти и потовые железы.