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

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

آندرویدهایی که بخشی از انسان هستند و بخشی از آن ربات جزء اصلی آنها هستند داستان تخیلی علمی. اما پس از اینکه محققان پوست زنده ای را برای روبات ها از سلول های انسانی ساختند، اکنون یک قدم به واقعیت نزدیک تر شده اند.

امروز ربات هاحتی اگر به شکل انسان نما باشد، تمایل به داشتن قطعات سفت و سخت و بیرونی سخت پلاستیکی یا فلزی دارد. در حالی که برخی اکنون با پوشش‌های لاستیکی سیلیکونی عرضه می‌شوند که ظاهر پوست را تقلید می‌کند، اما هنوز قانع‌کننده نیست و اغلب بیشتر شبیه مانکن‌های متحرک هستند تا انسان.

این ممکن است فقط یک مشکل آرایشی به نظر برسد، اما دلایلی وجود دارد که ممکن است داشتن روبات‌هایی که بیشتر شبیه ما هستند مفید باشد. برای شروع، می‌تواند تعامل طبیعی‌تر مردم با روبات‌ها را در موقعیت‌هایی که ایجاد نوعی رابطه مهم است، مانند مراقبت‌های بهداشتی یا خدمات مشتری، آسان‌تر کند.

پوست انسان همچنین یک اندام فوق العاده قدرتمند است - پر از حسگرهایی است که بسیار پیچیده تر از آنهایی هستند که ما می توانیم مهندسی کنیم. سخت و آب گریز است. و حتی در صورت آسیب می تواند خود را التیام بخشد. دادن تمام این قابلیت‌ها به روبات‌ها می‌تواند به طور قابل توجهی مجموعه وظایفی را که آنها می‌توانند به ما کمک کنند، گسترش دهد.

به همین دلیل است که محققان ژاپنی تصمیم گرفتند ببینند که آیا می توانند از تکنیک های مهندسی بافت برای ایجاد پوششی برای انگشت روباتیک ساخته شده از سلول های پوست انسان استفاده کنند یا خیر. مشخص شد که "پوست زنده" به دست آمده کاملاً با انگشت منطبق است و هنگام خم شدن مفاصل در جای خود ثابت می ماند و همچنین هم آب گریز و هم خود ترمیم می شود.

شوجی تاکوچی، سرپرست تیم تحقیق از دانشگاه توکیو، می گوید: "محصول ما نه تنها مانند پوست واقعی نرم است، بلکه می تواند در صورت بریدگی یا آسیب به نوعی خود را ترمیم کند." در بیانیه ای گفت. بنابراین تصور می‌کنیم که می‌تواند در صنایعی مفید باشد که قابلیت تعمیر درجا و ویژگی‌های انسان‌مانند، مانند زبردستی و لمس سبک، مهم است.

به اصطلاح «معادل پوست انسان» که از سلول‌های انسان و مواد زیستی ساختاری مانند کلاژن مهندسی شده‌اند، سال‌ها در تحقیقات و برای پیوند پوست استفاده می‌شوند. اما آنها عمدتاً در صفحات دو بعدی رشد کرده اند و ایجاد یا تطبیق آنها با ساختارهای سه بعدی دشوار بوده است.

در اخیر کاغذ در ماده, تاکوچی و همکارانش روش جدیدی را ارائه می‌کنند که در آن یک انگشت روباتیک سفت و سخت در هیدروژل کلاژنی که حاوی فیبروبلاست‌های پوستی انسان است، غوطه‌ور می‌شود، نوع سلول اصلی موجود در بافت همبند پوست. سپس اجازه داده شد تا این پوشش ایجاد شود، در این مدت فیبروبلاست ها در سراسر کلاژن پخش شده و باعث کوچک شدن ژل می شوند.

این باعث شد که پوشش محکم به انگشت رباتیک بچسبد و اساساً یک پوشش آغازگر ایجاد کند که محققان می‌توانند سپس با کراتینوسیت‌های اپیدرمی، رایج‌ترین نوع سلول‌ها در خارجی‌ترین لایه پوست انسان، اپیدرم، بکارند.

پس از اینکه به این لایه بیرونی زمان داده شد تا توسعه یابد، محققان مجموعه ای از آزمایشات را برای آزمایش ویژگی های آن انجام دادند. آنها نشان دادند که به اندازه کافی الاستیک است که انگشت بدون پارگی خم شود و همچنین مانند پوست واقعی آب گریز است. آنها حتی نشان دادند که اگر ورقه کلاژن روی محل زخم پیوند زده شود، می تواند خود را التیام بخشد.

با این حال، پوست زنده هنوز با پوست واقعی فاصله زیادی دارد. برای شروع، منبع خونی ندارد، به این معنی که به محققان نیاز دارد تا به طور مداوم مواد مغذی تازه را تحویل داده و مواد زائد را حذف کنند. همچنین بسیاری از مؤلفه‌هایی که پوست انسان را بسیار قدرتمند می‌کنند، مانند غدد عرق، فولیکول‌های مو، و مجموعه وسیعی از حسگرها که به ما امکان می‌دهند چیزهایی مانند فشار و گرما را تشخیص دهیم، ندارد.

محققان می گویند این فقط یک نقطه شروع است و آنها قصد دارند عملکرد و پیچیدگی پوست زنده خود را گسترش دهند. فراتر از اینکه ربات‌ها بیشتر شبیه ما شوند، محققان فکر می‌کنند که خط تحقیقاتی آنها می‌تواند پیامدهایی برای آینده تولید پیشرفته داشته باشد. در حال حاضر روبات‌ها با وظایفی که به مهارت بالایی نیاز دارند، دست و پنجه نرم می‌کنند، اما دادن دستکاری‌های بیشتر شبیه انسان به آن‌ها می‌تواند به خودکار کردن برخی از این وظایف کمک کند.

احتمالاً مدتی طول می کشد تا محققان بتوانند تمام قابلیت های پوست را تقلید کنند، چه رسد به ایجاد پوشش های تمام بدن از روبات ها. اما این تحقیق نشان می دهد که اندرویدها ممکن است دیگر آنقدر خیال انگیز نباشند.

اعتبار تصویر: شوجی تاکوچی/دانشگاه توکیو

تمبر زمان: ژوئن 13، 2022