A tudósok humanoid robotujjat terveztek élő, emberi bőrrel

A robotok építésénél általában használt mesterséges bőrrel ellentétben ez a bőr élő – mondta a tanulmány vezető szerzője, Takeucsi Soji, a Tokiói Egyetem Ipari Tudományok Intézetének mechanikai és biofunkcionális rendszerek tanszékének professzora utalva arra, hogy emberi sejtekből állították elő.

Az élő bőr a végső megoldás arra, hogy a robotoknak egyszerre adjuk az élőlények látszatát és tapintását is

– mondta Takeucsi. A kutatócsoportja azért választott egy robotujjat a kísérlethez, mert ez a mechanizmus jól tanulmányozott.

A bőr kialakítása

Az emberhez hasonló robotbőr ugyanolyan építőelemek felhasználásával készült, mint az emberi bőr. A robotujjat először egy kollagénből, vagyis rostos fehérjéből és emberi bőrfibroblasztokból – az emberi bőr két fő alkotóeleméből – álló oldatba merítették. A fibroblaszt a bőr kötőszövetének elsődleges sejttípusa.

Miután az oldat az ujj köré alakult, Takeuchi emberi epidermális keratinocitákat alkalmazott kívülről. A keratinocita a fő sejttípus, amely az emberi hámot, a bőr legkülső rétegét alkotja. A kísérletek során a rugalmas emberi bőr szabadon mozgott, miközben a robotujj különböző mozgásokat végzett. Csapata kollagénkötést helyezett az ujj egy sebesülést szenvedett részére, hogy meggyógyítsa azt, és a robotujj szabadon tudott mozogni, miután a fehérje helyrehozta a bőrt.

A kollagén az emberi bőr egyik fő összetevője, és egy 2021-es tanulmány szerint gyógyító tulajdonságokkal rendelkezik. A bőr a vizet is képes volt taszítani, ami kibővítette a robot képességeit. Amikor a kutatók nedves felületű anyaggal használták a robotot, a tanulmány szerint polisztirol habgyöngyök ragadtak rá. Ezeket a gyöngyöket általában töltőanyagként használják olyan termékekben, mint a babzsákok és a plüssállatok. Amikor a tudósok ugyanezt a kísérletet a víztaszító, emberhez hasonló bőrrel próbálták ki, a robot ujja el tudta taszítani a habgyöngyöket anélkül, hogy azok megtapadtak volna.

Robotok tervezése a saját képünkre

A tanulmány szerint a humanoidok olyan robotok, amelyek olyan feladatokat látnak el, amelyek az emberekkel való interakciót igénylik, például az orvosi, ápolási és szolgáltatási területeken. Fontos, hogy a robotok emberhez hasonlóak legyenek, ha olyan helyeken vannak, ahol az emberek általánosan gyakran megfordulnak – mondta Pulkit Agrawal, a cambridge-i Massachusetts Institute of Technology Steven és Renee Finn karrierfejlesztési professzor és a villamosmérnöki és számítástechnikai tanszék adjunktusa.

Az emberek maguk körül alakítanak ki tereket, így egy emberhez hasonló robot hasznos lehet ezekben a helyzetekben. Például a robotoknak, amelyek egy nap talán egy háztartásban lesznek az emberrel, képesnek kell lenniük arra, hogy felvegyenek tárgyakat és úgy mozogjanak, ahogyan az ember teszi. Ha egy robot fémből készülne, rendkívül precíznek kellene lennie ahhoz, hogy felvegyen egy másik kemény tárgyat, például egy bögrét 

– mondta Agrawal, hozzátéve, hogy a két tárgy között csak kis mértékben lenne érintkezés, mivel egyik sem rugalmas.

Egy lépés előre

Agrawal szerint a felfedezés fontos, de az emberhez hasonló bőr kifejlesztése még hosszú út áll.

Szerinte a bőr egy élő szervezet, ezért fenn kell tartania magát azáltal, hogy folyamatosan változik és fejlődik, miközben a szennyeződésektől megtisztul. Sajnos a jelenleg növesztett bőr nem rendelkezik ezzel a képességgel, így nem képes fenntartani magát – írja a CNN.

A kutatót érdekli egy érrendszer hozzáadása, hogy segítsen a tápanyagokat a sejtekhez és a sejtekből szállítani, és életben tartani a bőrt. További részleteket is szeretne kifejleszteni a bőr számára, például szőrtüszőket, körmöket és verejtékmirigyeket.