Gli scienziati hanno utilizzato cellule umane per creare una "pelle vivente" auto-guarigione per i robot

Ripubblicato da Platone

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Gli androidi che sono in parte umani e in parte robot sono un punto fermo fantascienza. Ma ora sono un passo più vicini alla realtà dopo che i ricercatori hanno creato una pelle vivente per i robot con cellule umane.

Di oggi robot, anche se di forma umanoide, tendono a presentare parti rigide ed esterni in plastica dura o metallo. Mentre alcuni ora sono dotati di rivestimenti in gomma siliconica che imitano l'aspetto della pelle, è ancora tutt'altro che convincente e spesso sembrano più manichini animati che umani.

Potrebbe sembrare solo un problema estetico, ma ci sono ragioni per cui potrebbe essere utile avere robot che ci somigliano più da vicino. Per cominciare, potrebbe rendere più facile per le persone interagire con i robot in modo più naturale in situazioni in cui è importante costruire un qualche tipo di rapporto, come l'assistenza sanitaria o il servizio clienti.

La pelle umana è anche un organo incredibilmente potente: è piena di sensori molto più sofisticati di quelli che possiamo progettare; è resistente e idrorepellente; ed è anche in grado di guarire se stesso quando danneggiato. Dare ai robot tutte queste capacità potrebbe ampliare significativamente il repertorio di compiti con cui potrebbero aiutarci.

Ecco perché i ricercatori giapponesi hanno deciso di vedere se potevano usare le tecniche di ingegneria dei tessuti per creare una copertura per un dito robotico fatto di cellule della pelle umana. Si è scoperto che la "pelle viva" risultante si adattava perfettamente al dito e si manteneva in posizione quando le articolazioni si flettevano, ed era anche idrorepellente e autorigenerante.

"La nostra creazione non è solo morbida come la vera pelle, ma può ripararsi da sola se tagliata o danneggiata in qualche modo", il leader dello studio Shoji Takeuchi dell'Università di Tokyo ha detto in una dichiarazione. "Quindi immaginiamo che potrebbe essere utile nei settori in cui la riparabilità in situ è importante così come le qualità simili a quelle umane, come la destrezza e un tocco leggero".

I cosiddetti "equivalenti della pelle umana" che sono ingegnerizzati da cellule umane e biomateriali strutturali come il collagene sono stati utilizzati per anni nella ricerca e per gli innesti cutanei. Ma sono stati coltivati principalmente in fogli bidimensionali ed è stato difficile farli creare o conformarsi a strutture 3D.

In un recente carta dentro Importanza, Takeuchi e i suoi colleghi delineano un nuovo metodo in cui un dito robotico rigido viene immerso in un idrogel di collagene che conteneva fibroblasti dermici umani, il principale tipo di cellula presente nel tessuto connettivo della pelle. Questo rivestimento è stato quindi lasciato svilupparsi, durante il quale i fibroblasti si sono diffusi in tutto il collagene e hanno causato il restringimento del gel.

Ciò ha fatto sì che il rivestimento aderisse saldamente al dito robotico, creando essenzialmente un rivestimento di primer che i ricercatori potrebbero poi seminare con cheratinociti epidermici, il tipo più comune di cellule nello strato più esterno della pelle umana, l'epidermide.

Dopo che questo strato esterno ha avuto il tempo di svilupparsi, i ricercatori hanno effettuato una serie di esperimenti per testarne le caratteristiche. Hanno dimostrato che era abbastanza elastico da consentire al dito di flettersi senza strapparsi e che era anche idrorepellente, proprio come la vera pelle. Hanno anche dimostrato che potrebbe guarire da solo se un foglio di collagene fosse innestato sul sito della ferita.

Tuttavia, la pelle viva è ancora molto lontana dalla realtà. Per cominciare, non ha afflusso di sangue, il che significa che ha bisogno che i ricercatori forniscano costantemente nutrienti freschi e rimuovano i prodotti di scarto. Mancano anche molti dei componenti che rendono la pelle umana così potente, come le ghiandole sudoripare, i follicoli piliferi e la vasta gamma di sensori che ci consentono di rilevare cose come la pressione e il calore.

I ricercatori affermano che questo è solo un punto di partenza e hanno in programma di espandere la funzionalità e la raffinatezza della loro pelle vivente. Oltre a rendere i robot più simili a noi, i ricercatori ritengono che la loro linea di ricerca potrebbe avere implicazioni per il futuro della produzione avanzata. Al momento i robot lottano con compiti che richiedono un alto grado di destrezza, ma dare loro manipolatori più simili a quelli umani potrebbe aiutare ad automatizzare alcuni di questi compiti.

È probabile che passerà del tempo prima che i ricercatori siano in grado di imitare tutte le capacità della pelle, per non parlare di creare coperture per tutto il corpo dai robot. Ma questa ricerca suggerisce che gli androidi potrebbero non essere più un'idea così fantasiosa.

Credito immagine: Shoji Takeuchi/Università di Tokyo

Timestamp: 13 Giugno 2022