„Pielea vie” care se vindecă singură poate face roboții mai umani. Şi arată la fel de înfricoșător cum te-ai aștepta

Pielea vie, mai exact o combinație de celule cultivate și silicon ar putea ajuta roboții să pară mai umani în viitor, datorită elasticității realiste a materialului. Și vor putea zâmbi ca noi.

Roboții viitorului ar putea fi înveliți în piele naturală care se poate repara singură, într-un mod similar cu cel în care se vindecă pielea umană, datorită unei noi abordări care implică celule cutanate de cultură.

Pielea vie va face roboţii mai umani

Pielea va avea, de asemenea, un aspect mai real datorită unei noi modalități de atașare a acesteia la scheletul robotului, precum și datorită faptului că poate repara singură orice tăietură sau zgârietură, după cum au declarat cercetătorii. Aceștia și-au publicat rezultatele la 25 iunie 2024 în revista Cell Reports Physical Science.^[sursa]

Pielea artificială a fost mult timp promovată ca o modalitate de a face roboții să pară mai umani. Iar pielea cultivată pare mai realistă decât materialele sintetice precum latexul. Dar, fără o abordare adecvată a adezivului, pielea artificială se poate desprinde de pe cadrul unui robot într-un mod deranjant din punct de vedere vizual.

Cercetătorii din domeniul roboticii au încercat anterior să rezolve problema scăderii pielii artificiale de pe cadrul metalic prin fixarea acesteia cu „ancore”, structuri în formă de cârlig sau de ciupercă. Acest lucru împiedică pielea să se deplaseze deasupra cadrului robotului, dar structurile adezive pot ieși în evidență sub piele sub formă de noduli, compromițând aspectul uman al acestuia.

În noul studiu, cercetătorii au inițiat o metodă prin care scheletul robotului conține găuri minuscule în care pielea crescută artificial poate extinde cârlige în formă de V cunoscute sub denumirea de „ancore perforatoare”. Acestea mențin pielea artificială lipită de robot, menținând în același timp o suprafață netedă și flexibilă.

Realizarea unei pieli robotizate mai realiste

Pielea artificială este așezată pe un robot tratat cu o plasmă de vapori de apă pentru a-l face hidrofil, adică pentru a se asigura că lichidele sunt atrase de suprafață. Acest lucru înseamnă că gelul pielii cultivate este tras mai adânc în găuri pentru a se agăța mai strâns de suprafața robotului.

Unul dintre principalele beneficii ale acestui nou tip de piele este că ar permite roboților să funcționeze alături de oameni fără a suferi o uzură nejustificată. Rupturile mici sau defecțiunile similare ar putea fi reparate fără a fi nevoie de repararea manuală a roboților, a declarat echipa. Totuși, aceștia nu au măsurat cât de repede se vindecă pielea artificială după ce a suferit o deteriorare.

Rezultatele testelor

În cadrul unei demonstrații, cercetătorii au recreat modul în care pielea se schimbă atunci când un om zâmbește. Acest lucru a implicat conectarea pielii artificiale la fața robotică cu un strat glisant de silicon dedesubt. Acest lucru duce la „umflarea obrajilor”, deoarece mușchii se încordează și determină pielea să se ridice în fiecare colț al gurii. Cu ajutorul ancorelor perforatoare, pielea s-ar putea potrivi perfect cu mulajul 3D al unei fețe, fără șuruburi sau cârlige proeminente.

Cercetătorii au comparat, de asemenea, pielea artificială aplicată pe o suprafață cu și fără ancorele perfoatoare. Pe suprafețele fără ancore, pielea s-a contractat cu până la 84,5% pe parcursul a șapte zile, comparativ cu 33,6% pe o suprafață cu ancore de 1 milimetru.

Contracția pielii pe un robot ar separa pielea de cadrul interior al robotului, stricându-i aspectul realist și putând provoca leziuni ale stratului de piele. Pielea de pe suprafețele cu ancore mai mari de 3 mm și 5 mm a rezistat și mai mult, la 26,4% și, respectiv, 32,2%.

Calea către construirea de androizi asemănători oamenilor

Shoji Takeuchi, cercetător în cadrul studiului de la Institutul de Științe Industriale (IIS), Universitatea din Tokyo, a declarat pentru Live Science că mai mulți pași vor trebui încă parcurși înainte ca roboții să poată purta piele folosind metodele echipei.

„În primul rând, trebuie să îmbunătățim durabilitatea și longevitatea pielii cultivate atunci când este aplicată pe roboți, în special prin rezolvarea problemelor legate de aprovizionarea cu nutrienți și umiditate. Acest lucru ar putea implica dezvoltarea unor vase de sânge integrate sau a altor sisteme de perfuzie în piele.”, a spus el.

„În al doilea rând, îmbunătățirea rezistenței mecanice a pielii pentru a se potrivi cu cea a pielii umane naturale este crucială. Acest lucru implică optimizarea structurii și concentrației de colagen în cadrul pielii cultivate.”, a continuat cercetătorul japonez.^[sursa]

Takeuchi a mai precizat că, pentru a fi cu adevărat funcțională, pielea artificială va trebui, în cele din urmă, să transmită informații senzoriale precum temperatura și atingerea oricărui robot care o poartă, precum și să fie rezistentă la contaminarea biologică.

Oamenii de știință au afirmat că cercetarea în acest domeniu ar putea contribui la o mai bună înțelegere a modului în care mușchii faciali transmit emoții, ceea ce, la rândul său, ar putea conduce la descoperiri în domeniul chirurgiei pentru a trata afecțiuni precum paralizia facială sau pentru a extinde capacitățile cosmeticelor și ale chirurgiei ortopedice. O mai bună înțelegere a aderenței pielii ar putea preveni, de asemenea, necesitatea unor găuri în formă de V în viitoarele cadre robotice.