Các nhà khoa học sử dụng tế bào người để tạo ra 'làn da sống' tự phục hồi cho robot

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

Android có một phần là con người, một phần là robot là một phần thiết yếu của khoa học tưởng tượng. Nhưng giờ đây chúng đã tiến một bước gần hơn tới thực tế sau khi các nhà nghiên cứu tạo ra lớp da sống cho robot từ tế bào người.

Ngày nay robot, ngay cả khi có hình dạng giống người, có xu hướng có các bộ phận cứng và bên ngoài bằng nhựa cứng hoặc kim loại. Mặc dù một số hiện nay có lớp phủ cao su silicon bắt chước hình dáng của da, nhưng điều đó vẫn chưa thuyết phục và chúng thường trông giống ma-nơ-canh hoạt hình hơn là con người.

Điều này có vẻ chỉ là một vấn đề về mặt thẩm mỹ, nhưng có nhiều lý do tại sao việc có những robot giống chúng ta hơn có thể hữu ích. Đầu tiên, nó có thể giúp mọi người tương tác với robot dễ dàng hơn một cách tự nhiên hơn trong những tình huống mà việc xây dựng một số loại mối quan hệ là quan trọng, chẳng hạn như chăm sóc sức khỏe hoặc dịch vụ khách hàng.

Da con người cũng là một cơ quan cực kỳ mạnh mẽ—nó chứa đầy các cảm biến phức tạp hơn nhiều so với những cảm biến chúng ta có thể chế tạo; nó bền và không thấm nước; và thậm chí nó còn có khả năng tự lành khi bị tổn thương. Việc cung cấp cho robot tất cả những khả năng này có thể mở rộng đáng kể danh mục nhiệm vụ mà chúng có thể giúp chúng ta thực hiện.

Đó là lý do tại sao các nhà nghiên cứu Nhật Bản quyết định xem liệu họ có thể sử dụng kỹ thuật kỹ thuật mô để tạo ra lớp phủ cho ngón tay robot làm từ tế bào da người hay không. Kết quả là “làn da sống” được phát hiện là vừa khít với ngón tay và giữ cố định khi các khớp uốn cong, đồng thời vừa chống thấm nước vừa có khả năng tự phục hồi.

Trưởng nhóm nghiên cứu Shoji Takeuchi từ Đại học Tokyo cho biết: “Sản phẩm của chúng tôi không chỉ mềm mại như da thật mà còn có thể tự phục hồi nếu bị cắt hoặc hư hỏng theo cách nào đó”. nói trong một tuyên bố. “Vì vậy, chúng tôi tưởng tượng nó có thể hữu ích trong các ngành công nghiệp mà khả năng sửa chữa tại chỗ cũng như những phẩm chất giống con người, chẳng hạn như sự khéo léo và một cú chạm nhẹ cũng quan trọng”.

Cái gọi là “da tương đương với da người” được thiết kế từ tế bào người và vật liệu sinh học cấu trúc như collagen đã được sử dụng trong nghiên cứu và ghép da trong nhiều năm. Nhưng chúng chủ yếu được trồng ở dạng tấm hai chiều và việc tạo ra hoặc tuân theo cấu trúc 3D là rất khó khăn.

Trong 1 gần đây giấy trong chất, Takeuchi và các đồng nghiệp của ông đã phác thảo một phương pháp mới, trong đó ngón tay robot cứng được nhúng vào gel hydrogel chứa nguyên bào sợi ở da người, loại tế bào chính được tìm thấy trong mô liên kết của da. Lớp phủ này sau đó được phép phát triển, trong thời gian đó các nguyên bào sợi lan rộng khắp collagen và khiến gel co lại.

Điều này khiến lớp phủ bám chặt vào ngón tay robot, về cơ bản tạo ra một lớp sơn lót mà sau đó các nhà nghiên cứu có thể tạo ra các tế bào sừng biểu bì, loại tế bào phổ biến nhất ở lớp ngoài cùng của da người, lớp biểu bì.

Sau khi lớp bên ngoài này có thời gian để phát triển, các nhà nghiên cứu đã tiến hành một loạt thí nghiệm để kiểm tra các đặc tính của nó. Họ cho thấy nó đủ đàn hồi để ngón tay có thể uốn cong mà không bị rách, đồng thời nó cũng có khả năng chống thấm nước giống như da thật. Họ thậm chí còn cho thấy rằng nó có thể tự lành nếu một tấm collagen được ghép lên vị trí vết thương.

Tuy nhiên, da sống vẫn còn rất xa so với da thật. Đầu tiên, nó không có nguồn cung cấp máu, điều đó có nghĩa là nó cần các nhà nghiên cứu liên tục cung cấp chất dinh dưỡng tươi và loại bỏ các chất thải. Nó cũng thiếu nhiều thành phần tạo nên sức mạnh cho làn da con người, chẳng hạn như tuyến mồ hôi, nang lông và vô số cảm biến cho phép chúng ta phát hiện những thứ như áp suất và nhiệt.

Các nhà nghiên cứu cho biết đây chỉ là điểm khởi đầu và họ có kế hoạch mở rộng chức năng và độ phức tạp của làn da sống của mình. Ngoài việc làm cho robot trông giống chúng ta hơn, các nhà nghiên cứu cho rằng hướng nghiên cứu của họ có thể có ý nghĩa đối với tương lai của ngành sản xuất tiên tiến. Hiện tại, robot phải vật lộn với các nhiệm vụ đòi hỏi mức độ khéo léo cao, nhưng việc trang bị cho chúng những bộ điều khiển giống con người hơn có thể giúp tự động hóa một số nhiệm vụ này.

Có lẽ phải mất một thời gian nữa các nhà nghiên cứu mới có thể bắt chước tất cả các khả năng của da, chưa nói đến việc tạo ra các lớp phủ toàn thân từ robot. Nhưng nghiên cứu này cho thấy android có thể không còn là một ý tưởng viển vông nữa.

Nguồn hình ảnh: Shoji Takeuchi/Đại học Tokyo

Dấu thời gian: 13 Tháng Sáu, 2022