과학자들은 인간 세포를 사용하여 로봇을 위한 자가 치유 '살아 있는 피부'를 만들었습니다.

플라톤에 의해 재발행

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일부는 인간이고 일부는 로봇인 안드로이드는 공상 과학 소설. 그러나 연구원들이 인간 세포에서 로봇을 위한 살아있는 피부를 만든 후 그들은 이제 현실에 한 걸음 더 다가섰습니다.

오늘의 로봇, 형태가 인간형일지라도 단단한 부품과 단단한 플라스틱 또는 금속 외관을 특징으로 하는 경향이 있습니다. 일부는 이제 피부 모양을 모방한 실리콘 고무 코팅으로 제공되지만 여전히 설득력이 없고 종종 인간보다 애니메이션 마네킹처럼 보입니다.

이것은 단지 외관상의 문제처럼 보일 수 있지만 우리와 더 유사한 로봇을 갖는 것이 도움이 될 수 있는 이유가 있습니다. 우선 의료나 고객 서비스와 같이 일종의 관계 구축이 중요한 상황에서 사람들이 로봇과 보다 자연스럽게 상호 작용할 수 있도록 할 수 있습니다.

인간의 피부는 또한 믿을 수 없을 정도로 강력한 기관입니다. 인간의 피부는 우리가 조작할 수 있는 것보다 훨씬 더 정교한 센서로 가득 차 있습니다. 튼튼하고 방수가 됩니다. 손상되었을 때 스스로 치유할 수도 있습니다. 로봇에게 이러한 모든 기능을 제공하면 로봇이 우리를 도울 수 있는 작업 레퍼토리를 크게 확장할 수 있습니다.

이것이 일본 연구원들이 조직 공학 기술을 사용하여 인간 피부 세포로 만든 로봇 손가락 덮개를 만들 수 있는지 알아보기로 결정한 이유입니다. 그 결과 "살아 있는 피부"가 손가락에 단단히 밀착되어 관절이 구부러졌을 때 제자리에 고정되고 발수성과 자가 치유 기능이 있는 것으로 나타났습니다.

"우리의 창조물은 진짜 피부처럼 부드러울 뿐만 아니라 어떤 식으로든 잘리거나 손상된 경우 스스로 복구할 수 있습니다."라고 도쿄 대학의 연구 리더인 Shoji Takeuchi가 말했습니다. 성명에서 말했다. "따라서 우리는 손재주 및 가벼운 터치와 같은 인간과 유사한 특성과 마찬가지로 현장 수리 가능성이 중요한 산업에서 유용할 수 있다고 상상합니다."

콜라겐과 같은 구조적 생체 재료와 인간 세포에서 조작된 소위 "인간 피부 등가물"은 연구 및 피부 이식에 수년간 사용되어 왔습니다. 그러나 그것들은 주로 3차원 시트에서 성장했으며 XNUMX차원 구조를 만들거나 일치시키는 것이 어려웠습니다.

최근에 종이 문제, Takeuchi와 그의 동료들은 단단한 로봇 손가락을 피부 결합 조직에서 발견되는 주요 세포 유형인 인간 진피 섬유아세포를 포함하는 콜라겐 하이드로겔에 담그는 새로운 방법을 설명합니다. 그런 다음 이 코팅이 발달하도록 했으며, 그 동안 섬유아세포가 콜라겐 전체에 퍼져 젤이 수축했습니다.

이로 인해 코팅이 로봇 핑거에 단단히 부착되어 기본적으로 연구원들이 인간 피부의 가장 바깥쪽 층인 표피에 있는 가장 일반적인 종류의 세포인 표피 각질형성세포로 시드할 수 있는 프라이머 코트를 생성했습니다.

이 외부 층이 발달할 시간이 주어진 후, 연구자들은 그 특성을 테스트하기 위해 일련의 실험을 수행했습니다. 손가락이 찢어지지 않고 구부릴 수 있을 정도로 신축성이 있고, 실제 피부처럼 발수성도 있음을 보여주었다. 그들은 심지어 상처 부위에 콜라겐 시트를 이식하면 스스로 치유될 수 있다는 것을 보여주었습니다.

그러나 살아있는 피부는 여전히 실제와는 거리가 멉니다. 처음에는 혈액 공급이 없기 때문에 연구원들이 지속적으로 신선한 영양소를 공급하고 노폐물을 제거해야 합니다. 또한 땀샘, 모낭, 압력 및 열과 같은 것을 감지할 수 있는 다양한 센서와 같이 인간의 피부를 강력하게 만드는 많은 구성 요소가 누락되었습니다.

연구원들은 이것이 시작점일 뿐이며 살아있는 피부의 기능과 정교함을 확장할 계획이라고 밝혔습니다. 로봇을 우리처럼 보이게 만드는 것 외에도 연구자들은 그들의 연구 라인이 첨단 제조의 미래에 영향을 미칠 수 있다고 생각합니다. 현재 로봇은 고도의 손재주가 필요한 작업으로 어려움을 겪지만 보다 인간과 유사한 조작기를 제공하면 이러한 작업 중 일부를 자동화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

연구원들이 로봇에서 전신 덮개를 만드는 것은 고사하고 피부의 모든 기능을 모방할 수 있게 되기까지는 시간이 걸릴 것 같습니다. 그러나 이 연구는 안드로이드가 더 이상 그렇게 기발한 아이디어가 아닐 수도 있음을 시사합니다.

이미지 크레디트: Shoji Takeuchi/도쿄 대학

타임 스탬프 : ２０２３년 ６월 ２８일