Вчені використали людські клітини, щоб зробити самовідновлювану «живу шкіру» для роботів

Перевидано Платоном

читають: 0

Основним продуктом є андроїди, частково люди, частково роботи наукова фантастика. Але тепер вони стали на крок ближче до реальності після того, як дослідники створили живу шкіру для роботів із клітин людини.

Сьогоднішнє роботи, навіть якщо вони мають гуманоїдну форму, як правило, мають жорсткі частини та твердий пластиковий або металевий зовнішній вигляд. Хоча деякі з них тепер мають силіконове гумове покриття, яке імітує зовнішній вигляд шкіри, це ще далеко не переконливо, і вони часто більше схожі на анімованих манекенів, ніж на людей.

Це може здатися лише косметичною проблемою, але є причини, чому було б корисно мати роботів, які більше нагадують нас. Для початку це може полегшити людям взаємодію з роботами більш природно в ситуаціях, коли важливе налагодження стосунків, наприклад, у сфері охорони здоров’я чи обслуговування клієнтів.

Людська шкіра також є неймовірно потужним органом — вона сповнена датчиків, набагато складніших за ті, які ми можемо створити; він міцний і водовідштовхувальний; і він навіть здатний самовідновлюватися, якщо його пошкодити. Надання роботам усіх цих можливостей могло б значно розширити спектр завдань, з якими вони могли б нам допомогти.

Ось чому японські дослідники вирішили перевірити, чи зможуть вони використати методи тканинної інженерії, щоб створити покриття для роботизованого пальця з клітин шкіри людини. Було виявлено, що отримана «жива шкіра» щільно прилягала до пальця та трималася на місці, коли суглоби згиналися, а також була водовідштовхувальною та самовідновлюваною.

«Наше творіння не тільки м’яке, як справжня шкіра, але й може відновлюватися, якщо його порізати або пошкодити якимось чином», — керівник дослідження Шодзі Такеучі з Токійського університету. йдеться в заяві. «Тож ми вважаємо, що це може бути корисним у галузях, де важлива можливість ремонту на місці, як і людські якості, такі як спритність і легкість дотику».

Так звані «еквіваленти шкіри людини», створені з людських клітин і структурних біоматеріалів, таких як колаген, роками використовуються в дослідженнях і для пересадки шкіри. Але вони в основному вирощувалися в двовимірних листах, і змусити їх створювати або відповідати 3D-структурам було важко.

В одному з останніх папір в Матерія, Такеучі та його колеги описують новий метод, у якому жорсткий палець робота занурюють у колагеновий гідрогель, який містить людські дермальні фібробласти, основний тип клітин сполучної тканини шкіри. Потім цьому покриттю дозволили розвинутися, протягом якого фібробласти поширилися по всьому колагену та спричинили усадку гелю.

Це призвело до того, що покриття щільно прилягало до пальця робота, створюючи, по суті, грунтовку, яку дослідники могли потім засіяти епідермальними кератиноцитами, найпоширенішим видом клітин у зовнішньому шарі шкіри людини, епідермісі.

Після того як цьому зовнішньому шару дали час для розвитку, дослідники провели серію експериментів, щоб перевірити його характеристики. Вони показали, що вона досить еластична, щоб палець міг згинатись без розривів, а також водовідштовхувальна, як справжня шкіра. Вони навіть показали, що вона може загоюватися сама, якщо на місце рани прищепити колагеновий лист.

Проте жива шкіра ще далека від справжньої. Для початку він не має кровопостачання, а це означає, що дослідники потребують постійної доставки свіжих поживних речовин і видалення відходів. У ньому також відсутні багато компонентів, які роблять людську шкіру такою потужною, наприклад потові залози, волосяні фолікули та величезний набір датчиків, які дозволяють нам виявляти такі речі, як тиск і тепло.

Дослідники кажуть, що це лише відправна точка, і вони планують розширити функціональність і витонченість своєї живої шкіри. Крім того, щоб зробити роботів більш схожими на нас, дослідники вважають, що їхні напрямки досліджень можуть мати наслідки для майбутнього передового виробництва. Зараз роботам важко виконувати завдання, які вимагають високого рівня спритності, але надання їм більш схожих на людей маніпуляторів може допомогти автоматизувати деякі з цих завдань.

Ймовірно, мине деякий час, перш ніж дослідники зможуть імітувати всі можливості шкіри, не кажучи вже про те, щоб створити покриття для всього тіла з роботів. Але це дослідження показує, що андроїди вже не є такою химерною ідеєю.

Авторство зображення: Шодзі Такеучі/Токійський університет

Часова мітка: 13 Червня, 2022.