Roboty stają się coraz bardziej zaawansowane i odgrywają ważną rolę w naszym życiu. Od robotów przemysłowych po domowe odkurzacze, takie jak Roomba, technologia ułatwia nam codzienne zadania. Mimo to, do tej pory raczej nie przypominały one ludzi. Dzięki nowym badaniom nad tkankami i drukowi 3D, może się to wkrótce zmienić.
Zobaczcie, jak może wyglądać przyszłość robotów humanoidalnych, przy produkcji których wykorzystana zostanie sztucznie hodowana tkanka skórna.
Proces tworzenia żywej skóry dla robotów
Na Uniwersytecie Tokijskim, pod kierunkiem profesora Shoji Takeuchiego, sztucznie hodowana tkanka skórna została przymocowana do twarzy robotów przy użyciu perforacyjnych kotwic wydrukowanych w technologii 3D. Ta skóra, inspirowana ludzką tkanką, składa się z żywych komórek i ma zdolność do samodzielnego gojenia się.
Aby przymocować skórę do powierzchni robota, zintegrowano perforacyjne kotwice w kształcie litery V, które zapewniają zarówno wysoką wytrzymałość, jak i elastyczność. Małe otwory sprawiły, że łatwiej było nałożyć żel kolagenowy, który następnie poddano obróbce plazmowej. Kotwice i głowa robota zostały wyprodukowane za pomocą drukarki 3D AGLISTA-3100 od japońskiej firmy Keyence, wykorzystującej technologię materiału utwardzanego światłem UV, co umożliwia precyzyjne i niezawodne drukowanie.
Dotychczas stosowane metody uszkadzały skórę podczas ruchu, a tradycyjne materiały nie pozwalały na stworzenie ludzkiego wyglądu. Dzięki nowym kotwicom możliwe jest teraz uzyskanie ruchomego uśmiechu i rozciągania skóry. W badaniach udało się odtworzyć ludzki wygląd do pewnego stopnia, tworząc twarz o podobnej strukturze i materiale jak u ludzi. Jednak przed naukowcami postawiono nowe wyzwania, takie jak konieczność tworzenia zmarszczek powierzchniowych i grubszej warstwy naskórka, aby osiągnąć bardziej realistyczny wygląd.
Aby wyprodukować skórę, naukowcy kupili normalne ludzkie fibroblasty skórne i keratynocyty naskórka od anonimowych dawców. Aby utrzymać te komórki, traktowano je specjalnym podłożem wzrostowym i antybiotykami, a dostarczanie składników odżywczych było regularnie odnawiane. Manipulacja miękkimi, mokrymi tkankami biologicznymi jest dużo trudniejsza, niż mogłoby się wydawać. Jeśli sterylność nie jest utrzymana, bakterie mogą się dostać do tkanki, powodując jej obumarcie.
Przyszłość humanoidalnych robotów
Tworzenie grubszej i bardziej realistycznej skóry można osiągnąć przez włączenie gruczołów potowych, łojowych, porów, naczyń krwionośnych, tkanki tłuszczowej i nerwów. Ważnym czynnikiem jest także ruch, dlatego konieczne jest stworzenie ludzkich wyrazów twarzy poprzez integrację zaawansowanych siłowników, czyli mięśni, wewnątrz robota.
Taka skóra może być używana w przyszłości do testowania produktów w przemyśle kosmetycznym, co zmniejszy liczbę testów na zwierzętach. Będzie także pomocna w szkoleniu chirurgów plastycznych. Humanoidalne roboty mogłyby lepiej komunikować się z ludźmi, przekazując emocje przez wyrazy twarzy. Innowacje te zwiększają mobilność, poprawiają funkcje sensorów i dają robotom ludzki wygląd. Samonaprawiająca się skóra wydłuża żywotność robotów, zmniejszając koszty napraw.
Źródło: Cell Press