Japońscy naukowcy zbudowali robotyczny palec pokryty żywą, przypominającą skórę tkanką. Substancja ta jest hydrofobowa, potrafi się sama regenerować i ma konsystencję jak nasza własna skóra, bo tak naprawdę składa się z ludzkich komórek skóry.
Największy organ przestaje być domeną żywych organizmów. Chodzi oczywiście o skórę. Wszystko wskazuje na to, że niedługo będziemy musieli rozszerzyć myślenie o skórze także na roboty. Co jednak jeszcze istotniejsze: tym razem nie ma mowy o sztucznej skórze.
Naukowcy z Tokio opracowali substancję składającą się z ludzkich komórek skóry, którą pokryli zdalnie sterowany palec robota. Powłoka ta „urosła” już na palcu – nie była hodowana oddzielnie w laboratorium. Autorzy wynalazku twierdzą, że ich skóra może zmienić podejście do humanoidalnych robotów nią pokrytych i uczynić je nie do odróżnienia od człowieka na pierwszy rzut oka.
Opis i rezultaty badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Matter” (DOI: 10.1016/j.matt.2022.05.019).
Prace nad skórą prowadzone były przez zespół naukowców pod kierownictwem Shoji Takeuchi, profesora na wydziale systemów mechanicznych i biofunkcjonalnych Uniwersytetu w Tokio. W przeciwieństwie do innych tego typu projektów nie jest to sztuczna skóra, a do pewnego stopnia żywa. W projekcie użyto mechanicznego palca, ponieważ z jednej strony jego elementy są już dobrze znane i zbadane pod kątem ich działania, z drugiej zaś dlatego, że palce są z wielu powodów kluczowe dla funkcjonowania robotów.
Naukowcy starali się nadać nowej skórze cechy skóry ludzkiej, w tym pod względem jej budowy. Na samym początku robotyczny palec zanurzono w roztworze kolagenu, najważniejszego składnika ludzkiej skóry (czyli białka fibrylarnego lub włóknistego) oraz ludzkich fibroblastów. Przypomnijmy, że są to również istotne składniki budulcowe ludzkiej skóry. Następnie zaczekano, aż nałożona warstwa roztworu „dostroi się” do wyglądu palca. Kolejnym krokiem było wykorzystanie ludzkich keratynocytów. W przypadku ludzkiej skóry są one odpowiedzialne za produkcję keratyny. To również dzięki nim powstają komórki naszego naskórka, naszej najbardziej zewnętrznej warstwy skóry. Omawiany palec został zatem „wyposażony” w warstwy skóry po części odpowiadające ludzkim. Warto też podkreślić, że palec mógł w takiej skórze całkowicie swobodnie się poruszać, jest to zatem krok w dobrym kierunku.
Wyposażenie robotów w skórę podobną do ludzkiej znacząco zwiększy możliwości, jakimi dysponować będą roboty. Przede wszystkim łatwiej będzie ją odtwarzać. Już w trakcie badań zauważono, że w przypadku uszkodzenia skóry wystarczyło nałożyć na mechaniczny palec kolagenowy bandaż, który sprawił, że uszkodzenie zagoiło się. Nowa skóra z pewnością da robotom nowe możliwości w kontekście wykonywania prac z wilgotnymi materiałami.
Kolejna kwestia jest natury czysto praktycznej. Wyobraźmy sobie, że pozbawione skóry palce robota próbują uchwycić kubek. Materiał, z jakiego wykonane są palce jest twardy, podobnie jak kubek. Sprawia to, że złapanie kubka musi być wyjątkowo precyzyjne, w tym w kontekście dobranej siły, ponieważ nawet drobny błąd może doprowadzić do jego zniszczenia. Jeżeli natomiast ręka robota byłaby obleczona skórą, margines potencjalnego błędu uległby zwiększeniu, ponieważ skóra amortyzowałaby nacisk.
Zespół naukowców planuje prowadzenie dalszych prac nad skórą dla robotów. Przede wszystkim, jak do tej pory, nie można jeszcze w 100 proc. powiedzieć, że skóra żyje. Nic jej bowiem nie odżywia, nie potrafi też tak jak np. ludzka skóra usuwać zużytych komórek. Nie jest zatem w pełni samowystarczalna. Dlatego Shoji Takeuchi myśli o wyposażeniu jej w swoisty odpowiednik systemu naczyniowego. W planach jest nawet jeszcze dalsze upodobnienie jej do tej ludzkiej poprzez dodanie takich elementów, jak paznokcie, mieszki włosowe a nawet gruczoły potowe.
Źródło: Cell Press, fot. Shoji Takeuchi/ CC BY-SA 2.0
