Japańscy naukowcy opracowują żywą skórę dla robotów

Napisane przez Amon w wrzesień - 10 - 2022


Japońscy naukowcy opracowali samoregenerującą się żywą skórę opartą na ludzkich komórkach i zaprojektowaną jako „powłoka” dla robotów. W eksperymencie przypominającym nieco filmy z serii Terminator naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego wykorzystali komórki ludzkiej skóry do stworzenia w laboratorium powłoki przypominającej prawdziwą skórę, którą później będą mogły nosić humanoidalne roboty. Większość substytutów skóry stosowanych do tej pory w robotyce – takich jak guma czy silikon – jest bardzo podatna na uszkodzenia, a ponadto bardzo łatwo je rozpoznać jako sztuczną powłokę, co sprawia, że od razu wiadomo, że jest to maszyna.

Z drugiej strony, skóra ludzka jest o wiele bardziej zdatna do użytku – ma naturalny wygląd, jest wodoodporna i potrafi się sama zagoić po zranieniu. We wspomnianym filmie science fiction to właśnie te właściwości skłoniły Skynet do wykorzystania specjalnie wyhodowanej skóry w maszynach Terminator T-800, aby mogły działać niezauważone jako ludzie.

Jak pisze japoński zespół naukowców pod kierownictwem Shoji Takeuchi w swoim badaniu opublikowanym w czasopiśmie Matter, dokonali oni podobnego postępu, gdy zastosowali swoją „żywą skórę” na palcu robota, który był w stanie poruszać się bardzo naturalnie i sprawiał wrażenie znacznie bardziej realistycznego. „Nasze dzieło jest nie tylko miękkie jak prawdziwa skóra, ale potrafi też samo się naprawić, jeśli zostanie przecięte lub w jakikolwiek sposób uszkodzone” – powiedział Takeuchi w oświadczeniu. „Możemy sobie wyobrazić, że może być przydatna w tych dziedzinach, w których zdolność do naprawy w miejscu jest równie ważna jak cechy podobne do ludzkich, takie jak zręczność i delikatny chwyt”.

Tak zwane „odpowiedniki ludzkiej skóry” są wytwarzane z ludzkich komórek i biomateriałów strukturalnych, takich jak kolagen, i od lat są wykorzystywane w badaniach naukowych i przeszczepach skóry. Hodowano je jednak głównie w warstwach dwuwymiarowych, ponieważ zbyt trudne okazało się doprowadzenie do tego, by tworzyły struktury trójwymiarowe lub przynajmniej się do nich dopasowywały.

Zespołowi Takeuchiego udało się rozwiązać ten problem dzięki opracowaniu nowej metody, w której sztywny zrobotyzowany palec jest zanurzany w hydrożelu kolagenowym zawierającym ludzkie fibroblasty skórne – główny typ komórek występujący w tkance łącznej skóry. Fibroblasty rozprzestrzeniły się w kolagenie i spowodowały skurczenie się żelu. Dzięki temu powłoka mocno przylegała do palca robota, tworząc zasadniczo warstwę podkładową, którą badacze mogli następnie zasiedlić keratynocytami naskórkowymi – najbardziej licznym typem komórek w najbardziej zewnętrznej warstwie ludzkiej skóry, czyli naskórku.

Gdy ta zewnętrzna warstwa miała czas się wytworzyć, badacze przeprowadzili serię eksperymentów w celu sprawdzenia jej właściwości. Wyniki badań wykazały, że syntetyczna skóra była wystarczająco elastyczna, aby umożliwić zginanie palca bez rozdarcia, a także była wodoodporna – czyli miała właściwości prawdziwej skóry. Byli nawet w stanie sprawić, że skóra sama się zagoi, zakraplając na ranę warstwę kolagenu.

Jednak ta sztuczna skóra nadal nie jest tak doskonała jak prawdziwa. Po pierwsze, nie jest ukrwiona, co oznacza, że badacze muszą stale dostarczać jej nowych składników odżywczych i usuwać produkty odpadowe. Brakuje jej także wielu elementów, które sprawiają, że ludzka skóra jest tak wydajna, takich jak gruczoły potowe, mieszki włosowe i mnóstwo czujników, które pozwalają nam odczuwać takie rzeczy, jak ciśnienie i ciepło. Niemniej jednak pokazuje to, że prawdopodobnie już niedługo roboty z żywą skórą będą nie do odróżnienia od prawdziwych ludzi.


Opracował: Amon
www.strefa44.pl
Kategorie: Nauka / Kosmos

Zostaw komentarz


Aby zatwierdzić komentarz skorzystaj z dolnego suwaka *


  • Facebook

Szukaj temat