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

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Az Androidok, amelyek részben emberiek, részben robotok, alapvetőek sci-fi. Most azonban egy lépéssel közelebb kerültek a valósághoz, miután a kutatók emberi sejtekből élő bőrt készítettek a robotok számára.

Ma robotok, még ha humanoid alakúak is, általában merev részeket és kemény műanyag vagy fém külsőket tartalmaznak. Míg egyesek a bőr megjelenését utánzó szilikongumi bevonattal készülnek, ez még mindig messze van a meggyőzőtől, és gyakran inkább animált manökennek, mint embernek tűnnek.

Ez csak kozmetikai problémának tűnhet, de megvannak az okai annak, hogy miért hasznosak lehetnek olyan robotok, amelyek jobban hasonlítanak ránk. Kezdetben megkönnyítheti az emberek számára a robotokkal való természetesebb interakciót olyan helyzetekben, ahol fontos a kapcsolat kialakítása, például az egészségügyben vagy az ügyfélszolgálatban.

Az emberi bőr is egy hihetetlenül erős szerv – tele van érzékelőkkel, amelyek sokkal kifinomultabbak, mint azok, amelyeket meg tudunk tervezni; szívós és vízlepergető; és még önmagát is képes meggyógyítani, ha megsérül. Mindezen képességek megadása a robotoknak jelentősen bővítheti azon feladatok repertoárját, amelyekben segíthetnének bennünket.

Ezért a japán kutatók úgy döntöttek, hogy megvizsgálják, hogy szövetsebészeti technikákkal képesek-e emberi bőrsejtekből burkolatot létrehozni egy robotujj számára. Az így létrejövő „élő bőrről” azt találták, hogy szorosan illeszkedik az ujjhoz, és a helyén tartja, amikor az ízületek meghajlottak, emellett víztaszító és öngyógyító is volt.

„A mi alkotásunk nem csak puha, mint a valódi bőr, hanem képes megjavítani magát, ha valamilyen módon megvágják vagy megsérülnek” – mondta Shoji Takeuchi, a tanulmány vezetője, a Tokiói Egyetemről. nyilatkozta. "Tehát úgy gondoljuk, hogy hasznos lehet azokban az iparágakban, ahol fontos a helyszíni javíthatóság, csakúgy, mint az emberi tulajdonságok, például a kézügyesség és a könnyű érintés."

Az úgynevezett „emberi bőr-ekvivalenseket”, amelyeket emberi sejtekből és strukturális bioanyagokból, például kollagénből állítanak elő, évek óta használják kutatásokban és bőrátültetésekhez. De elsősorban kétdimenziós lapokban termesztették őket, és nehéz volt rávenni őket, hogy 3D-s struktúrákat hozzanak létre vagy azokhoz igazodjanak.

Egy közelmúltbeli papír be Anyag, Takeuchi és munkatársai egy új módszert vázolnak fel, amelyben egy merev robotujjat merítenek egy kollagén hidrogélbe, amely humán dermális fibroblasztokat, a bőr kötőszövetében található fő sejttípust tartalmazta. Ezt a bevonatot hagyták kifejlődni, ezalatt a fibroblasztok szétterjedtek a kollagénben, és a gél összezsugorodását okozták.

Emiatt a bevonat szorosan hozzátapadt a robotujjhoz, lényegében egy alapozó bevonatot hozott létre, amelybe a kutatók be tudtak ültetni az epidermális keratinocitákat, az emberi bőr legkülső rétegében, az epidermiszben található leggyakoribb sejtfajtákat.

Miután ez a külső réteg kapott időt a fejlődésre, a kutatók kísérletsorozatot hajtottak végre, hogy megvizsgálják a tulajdonságait. Kimutatták, hogy elég rugalmas ahhoz, hogy az ujj szakadás nélkül meghajoljon, és vízlepergető is, akárcsak a valódi bőr. Még azt is kimutatták, hogy képes magától meggyógyulni, ha kollagénlapot oltottak a seb helyére.

Az élő bőr azonban még mindig messze van az igazitól. Kezdetben nincs vérellátása, ami azt jelenti, hogy a kutatóknak folyamatosan friss tápanyagokat kell szállítaniuk és eltávolítani a salakanyagokat. Hiányzik belőle sok olyan összetevő is, amelyek az emberi bőrt olyan erőssé teszik, mint például a verejtékmirigyek, a szőrtüszők és az érzékelők hatalmas sora, amelyek lehetővé teszik számunkra a nyomás és a hő észlelését.

A kutatók szerint ez csak egy kiindulópont, és azt tervezik, hogy bővítik élő bőrük funkcionalitását és kifinomultságát. A kutatók azon túl, hogy a robotokat jobban hasonlítanak ránk, a kutatók úgy vélik, hogy kutatásaik hatással lehetnek a fejlett gyártás jövőjére. Jelenleg a robotok olyan feladatokkal küszködnek, amelyek nagyfokú ügyességet igényelnek, de ha több emberszerű manipulátort adnak nekik, ez segíthet e feladatok egy részének automatizálásában.

Valószínűleg eltelik egy kis idő, amíg a kutatók képesek lesznek utánozni a bőr összes képességét, nem beszélve arról, hogy robotokból egész testet fednek le. De ez a kutatás azt sugallja, hogy az androidok már nem olyan fantáziadús ötlet.

A kép forrása: Shoji Takeuchi/Tokiói Egyetem

Időbélyeg: Június 13, 2022