Bilim İnsanları Robotlar İçin Kendi Kendini İyileştiren 'Yaşayan Deri' Yapmak İçin İnsan Hücrelerini Kullandı

Plato tarafından yeniden yayınlandı

İzleyiciler: 0

Kısmen insan, kısmen robot olan Android'ler, bilimkurgu. Ancak araştırmacılar, insan hücrelerinden robotlar için canlı bir deri ürettikten sonra artık gerçeğe bir adım daha yaklaştılar.

Bugünkü robotlar, insansı formda olsa bile, sert parçalar ve sert plastik veya metal dış kısımlara sahip olma eğilimindedir. Bazıları artık cildin görünümünü taklit eden silikon kauçuk kaplamalarla gelse de, hala inandırıcı olmaktan uzak ve genellikle insanlardan çok hareketli mankenlere benziyorlar.

Bu sadece kozmetik bir sorun gibi görünebilir, ancak bize daha çok benzeyen robotlara sahip olmanın yararlı olmasının nedenleri var. Başlangıç olarak, sağlık hizmetleri veya müşteri hizmetleri gibi bir tür ilişki kurmanın önemli olduğu durumlarda insanların robotlarla daha doğal bir şekilde etkileşime girmesini kolaylaştırabilir.

İnsan derisi aynı zamanda inanılmaz derecede güçlü bir organdır; bizim tasarlayabildiklerimizden çok daha karmaşık sensörlerle doludur; serttir ve su tutmaz; ve hatta hasar gördüğünde kendini iyileştirebilir. Robotlara tüm bu yetenekleri vermek, bize yardımcı olabilecekleri görev repertuarını önemli ölçüde genişletebilir.

Bu nedenle Japon araştırmacılar, insan derisi hücrelerinden yapılmış robotik bir parmak için bir kaplama oluşturmak için doku mühendisliği tekniklerini kullanıp kullanamayacaklarını görmeye karar verdiler. Ortaya çıkan "canlı derinin" parmağa sıkı bir şekilde uyduğu ve eklemler büküldüğünde yerinde tuttuğu ve aynı zamanda hem su geçirmez hem de kendi kendini iyileştirdiği bulundu.

Tokyo Üniversitesi'nden araştırma lideri Shoji Takeuchi, "Yaratılışımız yalnızca gerçek deri gibi yumuşak olmakla kalmıyor, aynı zamanda kesildiğinde veya bir şekilde hasar gördüğünde kendini onarabiliyor" yaptığı açıklamada,. "Dolayısıyla, maharet ve hafif bir dokunuş gibi insana benzer nitelikler kadar yerinde onarılabilirliğin de önemli olduğu endüstrilerde yararlı olabileceğini düşünüyoruz."

İnsan hücrelerinden ve kolajen gibi yapısal biyomalzemelerden üretilen sözde "insan derisi eşdeğerleri", araştırmalarda ve deri greftleri için yıllardır kullanılmaktadır. Ancak bunlar esas olarak iki boyutlu sayfalarda büyütüldü ve onları 3B yapılar oluşturmaları veya bunlara uymaları zor oldu.

Yeni bir derlemede kağıt Mesele, Takeuchi ve meslektaşları, cildin bağ dokusunda bulunan ana hücre tipi olan insan dermal fibroblastlarını içeren bir kolajen hidrojeline sert bir robotik parmağın daldırıldığı yeni bir yöntemin ana hatlarını çiziyor. Bu kaplamanın daha sonra gelişmesine izin verildi, bu sırada fibroblastlar kolajen boyunca yayıldı ve jelin büzülmesine neden oldu.

Bu, kaplamanın robotik parmağa sıkıca yapışmasına neden oldu ve esasen araştırmacıların daha sonra insan derisinin en dış tabakası olan epidermiste en yaygın hücre türü olan epidermal keratinositlerle tohumlayabilecekleri bir astar tabakası oluşturdu.

Bu dış tabakanın gelişmesi için zaman verildikten sonra, araştırmacılar onun özelliklerini test etmek için bir dizi deney yaptılar. Parmağın yırtılmadan esnemesi için yeterince elastik olduğunu ve aynı zamanda gerçek deri gibi su itici olduğunu gösterdiler. Hatta yara bölgesine bir kolajen tabakası aşılanırsa kendi kendini iyileştirebileceğini bile gösterdiler.

Yine de canlı cilt, gerçek şeyden hala çok uzakta. Başlangıç olarak, kan kaynağı yok, bu da araştırmacıların sürekli olarak taze besinler sağlaması ve atık ürünleri çıkarması gerektiği anlamına geliyor. Ayrıca ter bezleri, saç kökleri ve basınç ve ısı gibi şeyleri algılamamızı sağlayan çok sayıda sensör gibi insan cildini bu kadar güçlü yapan bileşenlerin çoğu da eksik.

Araştırmacılar bunun sadece bir başlangıç noktası olduğunu ve canlı ciltlerinin işlevselliğini ve karmaşıklığını genişletmeyi planladıklarını söylüyorlar. Araştırmacılar, robotları bize daha çok benzetmenin ötesinde, araştırmalarının ileri üretimin geleceği için etkileri olabileceğini düşünüyorlar. Şu anda robotlar, yüksek derecede el becerisi gerektiren görevlerle mücadele ediyor, ancak onlara daha fazla insan benzeri manipülatör vermek, bu görevlerin bazılarını otomatikleştirmeye yardımcı olabilir.

Araştırmacıların, robotlardan tüm vücut kaplamaları oluşturmak şöyle dursun, derinin tüm özelliklerini taklit edebilmesi biraz zaman alacak gibi görünüyor. Ancak bu araştırma, androidlerin artık o kadar da hayali bir fikir olmayabileceğini gösteriyor.

Resim Kredisi: Shoji Takeuchi/Tokyo Üniversitesi

Zaman Damgası: Haziran 13, 2022