Tiedemiehet käyttivät ihmissoluja tehdäkseen itsestään paranevan "elävän ihon" roboteille

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Androidit, jotka ovat osittain ihmisiä, osittain robotteja, ovat perustuotteita tieteiskirjallisuus. Mutta ne ovat nyt askeleen lähempänä todellisuutta, kun tutkijat loivat ihmissoluista elävän ihon roboteille.

Nykypäivän robotitVaikka ne ovat humanoidimuotoisia, niissä on yleensä jäykkiä osia ja kovaa muovia tai metallia. Vaikka joissakin on nyt silikonikumipinnoitteet, jotka jäljittelevät ihon ulkonäköä, se on edelleen kaukana vakuuttavasta, ja ne näyttävät usein enemmän animoiduilta mallinukkeilta kuin ihmisiltä.

Tämä saattaa tuntua vain kosmeettiselta ongelmalta, mutta on syitä, miksi voisi olla hyödyllistä saada robotteja, jotka muistuttavat meitä enemmän. Aluksi se voisi helpottaa ihmisten vuorovaikutusta robottien kanssa luonnollisemmin tilanteissa, joissa jonkinlaisen suhteen rakentaminen on tärkeää, kuten terveydenhuolto tai asiakaspalvelu.

Ihmisen iho on myös uskomattoman voimakas elin – se on täynnä antureita, jotka ovat paljon kehittyneempiä kuin ne, joita voimme suunnitella; se on kova ja vettä hylkivä; ja se pystyy jopa parantamaan itsensä vaurioituessaan. Kaikkien näiden ominaisuuksien antaminen roboteille voisi laajentaa merkittävästi niiden tehtävien valikoimaa, joissa he voisivat auttaa meitä.

Siksi japanilaiset tutkijat päättivät selvittää, voisivatko he käyttää kudostekniikan tekniikoita luodakseen suojan ihmisen ihosoluista tehdylle robottisormelle. Tuloksena olevan "elävän ihon" havaittiin mukautuvan tiukasti sormeen ja pitävän paikoillaan nivelten taipuessa, ja se oli myös sekä vettä hylkivä että itsestään paraneva.

"Luomuksemme ei ole vain pehmeää kuin todellinen iho, vaan se voi korjata itsensä, jos se leikataan tai vahingoittuu jollain tavalla", tutkimuksen johtaja Shoji Takeuchi Tokion yliopistosta sanoi lausunnossaan. "Joten kuvittelemme, että se voisi olla hyödyllinen aloilla, joissa paikan päällä korjattavuus on tärkeää, samoin kuin ihmisen kaltaiset ominaisuudet, kuten kätevyys ja kevyt kosketus."

Ihmissoluista ja rakenteellisista biomateriaaleista, kuten kollageenista, valmistettuja niin sanottuja "ihmisihon ekvivalentteja" on käytetty tutkimuksessa ja ihosiirteissä jo vuosia. Mutta niitä on ensisijaisesti kasvatettu kaksiulotteisina levyinä, ja niiden saaminen luomaan tai mukautumaan 3D-rakenteisiin on ollut vaikeaa.

Eräässä äskettäin paperi sisään asia, Takeuchi ja hänen kollegansa hahmottelevat uuden menetelmän, jossa jäykkä robottisormi upotetaan kollageenihydrogeeliin, joka sisälsi ihmisen ihon fibroblasteja, jotka ovat ihon sidekudoksesta löydetty pääsolutyyppi. Tämän pinnoitteen annettiin sitten kehittyä, jona aikana fibroblastit levisivät kaikkialle kollageeniin ja saivat geelin kutistumaan.

Tämä sai pinnoitteen kiinnittymään tiukasti robottisormeen, mikä loi pohjimmiltaan pohjakerroksen, johon tutkijat pystyivät sitten kylvämään epidermaalisia keratinosyyttejä, yleisimpiä soluja ihmisen ihon uloimmassa kerroksessa, orvaskedessä.

Kun tälle ulkokerrokselle oli annettu aikaa kehittyä, tutkijat suorittivat sarjan kokeita testatakseen sen ominaisuuksia. He osoittivat, että se oli tarpeeksi joustava, jotta sormi taipuisi repeytymättä, ja että se oli myös vettä hylkivä, aivan kuten oikea iho. He jopa osoittivat, että se voi parantua itsestään, jos kollageenilevy siirretään haavan päälle.

Elävä iho on kuitenkin vielä kaukana todellisesta asiasta. Aluksi sillä ei ole verenkiertoa, mikä tarkoittaa, että se tarvitsee tutkijoita jatkuvasti toimittamaan tuoreita ravintoaineita ja poistamaan kuona-aineita. Siitä puuttuu myös monia komponentteja, jotka tekevät ihmisen ihosta niin tehokkaan, kuten hikirauhaset, karvatuppi ja laaja valikoima antureita, joiden avulla voimme havaita esimerkiksi paineen ja lämmön.

Tutkijat sanovat, että tämä on vain lähtökohta, ja he aikovat laajentaa elävän ihonsa toimivuutta ja hienostuneisuutta. Sen lisäksi, että robotit näyttävät enemmän meidän kaltaisiltamme, tutkijat uskovat, että heidän tutkimuslinjallaan voi olla vaikutuksia edistyneen valmistuksen tulevaisuuteen. Tällä hetkellä robotit kamppailevat tehtävien kanssa, jotka vaativat suurta kätevyyttä, mutta ihmisten kaltaisten manipulaattorien lisääminen voi auttaa automatisoimaan osan näistä tehtävistä.

Menee todennäköisesti jonkin aikaa, ennen kuin tutkijat pystyvät jäljittelemään kaikkia ihon ominaisuuksia, puhumattakaan koko kehon peitteiden luomisesta roboteista. Mutta tämä tutkimus viittaa siihen, että androidit eivät ehkä ole enää niin mielikuvituksellinen idea.

Kuvan luotto: Shoji Takeuchi / Tokion yliopisto

Aikaleima: Kesäkuu 13, 2022