类人机器人面部覆盖活体皮肤

主要来自东京大学的研究人员取得了一项革命性突破，他们创造了一个覆盖着实验室培养的人体皮肤细胞的类人机器人面部，该面部能够微笑并形成逼真的面部表情。这项创新标志着机器人技术和生物工程领域取得了实质性进展，为人机交互和医疗应用开辟了新的可能性。

覆盖机器人面部的创新皮肤由人体皮肤细胞组成，通常是成纤维细胞和角质形成细胞，在胶原蛋白基质中培养，并放置在 3D 打印树脂基底上。这种活体组织整合的一个独特之处在于使用了“穿孔型锚点”——机器人基底上的微小 V 形孔，其中填充了皮肤组织。这些锚点的功能类似于人体皮肤中的韧带，提供强度和弹性，同时至关重要的是有助于在运动过程中保持工程皮肤牢固地附着在机器人结构上。这种独特的组成使皮肤能够自然移动，使手掌大小的机器人面部能够形成流畅的微笑。

几厘米宽的机器人面部的运动由连接到基座的致动器驱动，产生逼真的微笑和表情。这一进步标志着机器人在情感表达能力方面取得了显著飞跃。研究人员通过让小型机器人面部持续微笑较长时间，成功复制了表情纹的形成。这一结果不仅证明了活体皮肤结构的耐久性，也为化妆品行业开辟了新的途径，为在动态生物模型上测试旨在预防或修复皱纹的护肤产品提供了一个新颖的平台。

目前版本的活体皮肤覆盖的机器人面部面临着研究人员正在积极努力解决的几个挑战。虽然皮肤可以移动并形成表情，但它缺乏真实人体皮肤的基本功能，例如感觉能力（神经）以及营养供应、废物清除和水分调节所需的血管。克服这些限制是主要重点，科学家们正在探索将神经结构和灌注通道整合到皮肤组织中——这是更广泛的生物混合机器人技术领域的关键障碍。此外，虽然之前的研究表明，类似的实验室培养的机器人手指皮肤具有自愈特性，但在微笑机器人面部应用和确认类似的修复测试仍然是未来的目标。这些进步对于开发更强大、更耐用的活体皮肤界面至关重要，这些界面有可能彻底改变生物混合机器人技术。

用工程化人体皮肤覆盖机器人可以改变人机交互方式，使机器能够以更逼真的方式表达情感和交流。这项创新可以弥合人工实体和生物实体之间的差距，使机器人在各种环境中更易于接近和产生共鸣。除了增强交互之外，这项技术还对医疗保健等行业具有深远的影响，在这些行业中，更像人类的机器人可以为患者提供安慰和支持。此外，重现小规模皱纹形成的能力为化妆品行业提供了独特的机会，通过观察护肤产品在动态活体组织模型而非静态模型或动物测试中的效果，可以更准确地测试旨在预防或修复皱纹的护肤产品。