Лицо гуманоидного робота, покрытое живой кожей

Исследователи, в основном из Токийского университета, совершили революционный прорыв, создав лицо гуманоидного робота, покрытое выращенными в лаборатории клетками человеческой кожи, способное улыбаться и формировать реалистичные выражения лица. Эта инновация знаменует собой значительный прогресс в робототехнике и биоинженерии, открывая новые возможности для взаимодействия человека и робота и медицинского применения.

Инновационное кожное покрытие лица робота состоит из клеток кожи человека, обычно фибробластов и кератиноцитов, выращенных в коллагеновой матрице, помещенной на основу из смолы, напечатанную на 3D-принтере. Уникальная особенность интеграции этой живой ткани заключается в использовании «перфорированных анкеров» — крошечных V-образных отверстий в основании робота, заполненных кожной тканью. Эти анкеры функционируют аналогично связкам в коже человека, обеспечивая прочность и эластичность, и, что крайне важно, помогают удерживать выращенную кожу прочно прикрепленной к конструкции робота во время движения. Такой уникальный состав позволяет коже двигаться естественно, позволяя лицу робота размером с ладонь формировать плавные улыбки.

Движение лица робота шириной в несколько сантиметров обеспечивается приводами, соединенными с основанием, создавая реалистичные улыбки и выражения. Этот прогресс знаменует собой значительный скачок в возможностях эмоционального выражения роботов. Исследователи успешно воспроизвели образование мимических морщин, заставив маленькое лицо робота непрерывно улыбаться в течение длительного времени. Этот результат не только демонстрирует долговечность конструкции из живой кожи, но и открывает новые возможности для косметической промышленности, предоставляя новую платформу для тестирования средств по уходу за кожей, предназначенных для предотвращения или устранения морщин на динамической биологической модели.

У текущей версии лица робота, покрытого живой кожей, есть несколько проблем, над решением которых активно работают исследователи. Хотя кожа может двигаться и формировать выражения, ей не хватает основных функций настоящей человеческой кожи, таких как сенсорные возможности (нервы) и кровеносные сосуды, необходимые для снабжения питательными веществами, удаления отходов и регулирования влажности. Преодоление этих ограничений является основной задачей, и ученые изучают возможность интеграции нейронных структур и перфузионных каналов в кожную ткань — ключевые препятствия в более широкой области биогибридной робототехники. Кроме того, хотя предыдущие исследования продемонстрировали самовосстанавливающиеся свойства аналогичной выращенной в лаборатории кожи на роботизированных пальцах, применение и подтверждение аналогичных тестов по восстановлению на улыбающемся лице робота остается задачей на будущее. Эти достижения необходимы для разработки более прочных и долговечных интерфейсов из живой кожи, которые потенциально могут произвести революцию в биогибридной робототехнике.

Покрытие роботов искусственно выращенной человеческой кожей может преобразовать взаимодействие человека и робота, позволяя машинам выражать эмоции и общаться более реалистично. Эта инновация может преодолеть разрыв между искусственными и биологическими сущностями, делая роботов более доступными и понятными в различных условиях. Помимо улучшения взаимодействия, эта технология имеет далеко идущие последствия для таких отраслей, как здравоохранение, где более человекоподобные роботы могли бы обеспечивать комфорт и поддержку пациентам. Кроме того, способность воссоздавать образование морщин в малом масштабе открывает уникальные возможности для косметической промышленности, позволяя более точно тестировать средства по уходу за кожей, предназначенные для предотвращения или устранения морщин, наблюдая за их воздействием на динамическую модель живой ткани, а не на статические модели или тестирование на животных.