Scientists Used Human Cells To Make Self-Healing ‘Living Skin’ For Robots

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Androidid, mis on osalt inimesed, osalt robotid, on põhiline ulmekirjandus. Kuid nad on nüüd sammukese reaalsusele lähemal pärast seda, kui teadlased meisterdasid inimrakkudest robotitele elava naha.

Tänane robotid, isegi kui see on humanoidse kujuga, on neil tavaliselt jäigad osad ja kõvast plastist või metallist välispinnad. Kuigi mõnel on nüüd naha välimust jäljendav ränikummist kate, pole see veel kaugeltki veenev ja sageli näevad nad välja rohkem nagu animeeritud mannekeenid kui inimesed.

See võib tunduda ainult kosmeetilise probleemina, kuid on põhjuseid, miks võib olla kasulik kasutada meiega rohkem sarnaseid roboteid. Alustuseks võiks see hõlbustada inimeste loomulikumat suhtlemist robotitega olukordades, kus on oluline mingi suhtluse loomine, näiteks tervishoid või klienditeenindus.

Inimese nahk on ka uskumatult võimas organ – see on täis andureid, mis on palju keerukamad kui need, mida suudame konstrueerida; see on sitke ja vetthülgav; ja see on isegi võimeline ise paranema, kui see on kahjustatud. Kõigi nende võimaluste andmine robotitele võib oluliselt laiendada nende ülesannete repertuaari, millega nad saaksid meid aidata.

Seetõttu otsustasid Jaapani teadlased uurida, kas nad saaksid kasutada koetehnoloogia tehnikaid, et luua inimese naharakkudest valmistatud robotsõrmele kate. Saadud "elav nahk" leiti, et see sobitub tihedalt sõrmega ja püsib paigal, kui liigesed painduvad, ning oli ka vetthülgav ja iseparanev.

"Meie looming pole mitte ainult pehme nagu tõeline nahk, vaid suudab end ise parandada, kui see on mingil moel kahjustatud või kahjustatud," ütles uuringu juht Shoji Takeuchi Tokyo ülikoolist. ütles oma avalduses. "Seega arvame, et see võib olla kasulik tööstusharudes, kus kohapealne parandatavus on oluline, nagu ka inimesele sarnased omadused, nagu osavus ja kerge puudutus."

Inimese rakkudest ja struktuursetest biomaterjalidest, nagu kollageen, valmistatud niinimetatud "inimese nahaekvivalendid" on uuringutes ja naha siirdamiseks kasutatud aastaid. Kuid neid on peamiselt kasvatatud kahemõõtmelistes lehtedes ja nende 3D-struktuuride loomiseks või nendega vastavusse viimine on olnud keeruline.

Hiljutises paber sisse küsimus, Takeuchi ja tema kolleegid kirjeldavad uut meetodit, mille kohaselt jäik robotsõrm sukeldatakse kollageenhüdrogeeli, mis sisaldas inimese dermaalseid fibroblaste, mis on peamine naha sidekoes leiduv rakutüüp. Seejärel lasti sellel kattel areneda, selle aja jooksul levisid fibroblastid kogu kollageeni ulatuses ja põhjustasid geeli kokkutõmbumise.

See põhjustas katte tugeva kleepumise robotsõrme külge, luues sisuliselt kruntkatte, mille teadlased said seejärel külvata epidermise keratinotsüüte, mis on kõige levinumad rakud inimese naha välimises kihis, epidermises.

Pärast seda, kui sellele väliskihile oli antud aega areneda, viisid teadlased selle omaduste testimiseks läbi rea katseid. Nad näitasid, et see oli piisavalt elastne, et sõrm saaks ilma rebenemata painduda, ja et see oli ka vetthülgav, nagu päris nahk. Nad isegi näitasid, et see võib ise paraneda, kui haava kohale pookida kollageenileht.

Elav nahk on siiski päris asjast veel kaugel. Alustuseks pole sellel verevarustust, mis tähendab, et teadlased peavad pidevalt tarnima värskeid toitaineid ja eemaldama jääkaineid. Samuti puuduvad sellel paljud komponendid, mis muudavad inimese naha nii võimsaks, nagu higinäärmed, juuksefolliikulid ja suur hulk andureid, mis võimaldavad meil tuvastada selliseid asju nagu rõhk ja kuumus.

Teadlaste sõnul on see vaid lähtepunkt ja nad kavatsevad laiendada oma elava naha funktsionaalsust ja keerukust. Lisaks sellele, et robotid näevad meie moodi välja, arvavad teadlased, et nende uurimistöö võib mõjutada arenenud tootmise tulevikku. Praegu võitlevad robotid ülesannetega, mis nõuavad suurt osavust, kuid neile rohkem inimlike manipulaatorite andmine võib aidata mõnda neist ülesannetest automatiseerida.

Tõenäoliselt läheb veidi aega, enne kui teadlased suudavad jäljendada kõiki naha võimeid, rääkimata robotitest kogu keha katete loomisest. Kuid see uuring näitab, et androidid ei pruugi enam nii väljamõeldud idee olla.

Pildi krediit: Shoji Takeuchi / Tokyo ülikool

Ajatempel: Juuni 13, 2022