Nová technológia dáva robotickým tváram živú ľudskú kožu
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 28. 6. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Pri objave, ktorý vyzerá tak trochu desivo, vedci vymysleli metódu ukotvenia živej ľudskej kože na tváre robotov. Táto technológia by v skutočnosti mohla mať niekoľko cenných aplikácií, okrem toho, že by sa sci-fi scenáre mohli stať realitou.
Pred dvoma rokmi profesor Shoji Takeuchi a jeho kolegovia z Tokijskej univerzity úspešne pokryli motorizovaný robotický prst bioinžinierskou kožou vyrobenou zo živých ľudských buniek. Tím dúfal, že toto cvičenie na overenie funkčnosti koncepcie môže pripraviť cestu nielen pre realistickejšie roboty typu android, ale aj pre roboty so samoliečiacimi sa krytmi citlivými na dotyk. Technológiu by bolo možné využiť aj pri testovaní kozmetiky a výcviku plastických chirurgov.
Zatiaľ čo prst potiahnutý kožou bol určite pôsobivým úspechom, koža nebola žiadnym spôsobom spojená so spodným prstom. V podstate to bolo zmršťovacie puzdro, ktoré obklopovalo prst. Na rozdiel od toho je prirodzená ľudská pokožka tváre spojená so spodným svalovým tkanivom väzivami zloženými zo spojivového tkaniva.
Toto usporiadanie nám okrem iného umožňuje vykonávať naše rôzne výrazy tváre. Okrem toho, pohybom spolu so základným tkanivom, koža nebráni pohybom tváre tým, že sa zhlukuje. Z rovnakého dôvodu je tiež menej pravdepodobné, že sa poškodí zachytením o vonkajšie predmety.
Vedci sa už predtým pokúšali spojiť bioinžiniersku kožu so syntetickými povrchmi, zvyčajne pomocou malých kotiev, ktoré vyčnievajú z týchto povrchov. Tieto kotvy zhoršujú vzhľad pokožky a bránia jej hladkosti. Tiež nefungujú dobre na konkávnych povrchoch, kde všetky smerujú do stredu.
S ohľadom na tieto obmedzenia Takeuchi a jeho tím nedávno vyvinuli nový systém ukotvenia kože založený na malých perforáciách v tvare písmena V, ktoré sú vyrobené v syntetickom povrchu. Vedci potom vytvorili ľudskú tvárovú formu, ktorá obsahovala rad týchto perforácií a následne túto formu pokryli gélom pozostávajúcim z kolagénu a ľudských dermálnych fibroblastov. Posledné menované sú bunky, ktoré sú zodpovedné za produkciu spojivového tkaniva v koži.
Časť gélu stekala dolu do perforácií, zatiaľ čo zvyšok zostal na povrchu formy. Po ponechaní kultivácie počas siedmich dní sa gél sformoval do obalu ľudskej kože, ktorý bol bezpečne ukotvený cez tkanivo v perforáciách.
V druhom experimente sa urobili perforácie v substráte zo silikónovej gumy, na ktorý sa následne naniesol gél a potom sa nechal kultivovať. Konečným výsledkom bola zjednodušená tvár z ľudskej kože, ktorá sa mohla usmievať pohybom dvoch tyčí pripojených k substrátu.
Netreba dodávať, že pred tým, ako bude možné túto technológiu použiť v skutočne realistických robotoch, je ešte potrebné vykonať ďalší výskum.
„Veríme, že vytvorenie hrubšej a realistickejšej pokožky možno dosiahnuť začlenením potných žliaz, mazových žliaz, pórov, krvných ciev, tuku a nervov,“ hovorí Takeuchi. „Samozrejme, že pohyb je tiež rozhodujúcim faktorom, nielen materiál, takže ďalšou dôležitou výzvou je vytváranie ľudských výrazov integrovaním sofistikovaných aktuátorov alebo svalov do robota.“
Článok o výskume bol nedávno publikovaný v magazíne Cell Reports Physical Science.
