Ученые вырастили в лаборатории биокожу для роботов

Согласно исследованию, опубликованному в Cell Reports Physical Science, инженеры из Токийского университета разработали метод прикрепления биоинженерной кожи, выращенной из человеческих клеток, к любой поверхности. Существующие методы часто используют миниатюрные якоря и крючки для прикрепления тканей, что ограничивает их применение также и из-за риска повреждений.

Однако в данном случае исследователи создали миниатюрные V-образные перфорации в лабораторно выращенной коже, что сделало ее чрезвычайно гибкой, а затем нанесли коллагеновый гель. Обычно вязкость геля препятствует его проникновению в мелкие разрезы, но инженеры использовали метод плазменной обработки на основе водяного пара, что сделало кожу более гидрофильной. Это позволило коллагену проникнуть в перфорации и связать кожу с экспериментальной поверхностью подобно связкам в человеческом теле.

«Естественная гибкость кожи и прочный метод прикрепления позволяют коже двигаться вместе с механическими компонентами робота, не разрываясь и не отклеиваясь», отметил профессор механической информатики Сёдзи Такеучи.

Для демонстрации своей техники команда прикрепила слои живой кожи к 3D-модели человеческого лица, а также к маленькому 2D-лицу с роботизированными актуаторами. Кожа не только эффективно прикрепилась к округлым чертам человеческой головы, но и выдержала манипуляции актуаторами, которые формировали примитивную улыбающуюся мимику.

Такеучи признается что их кожа лишь «частично повторяет человеческий облик», но это не является главной целью их разработки. Подобно созданию органа-на-чипе, в будущем лицо-на-чипе может открыть новые возможности для исследования старения кожи, пластической и реконструктивной хирургии, а также косметики. В сочетании с встроенными сенсорами новое поколение роботов сможет лучше воспринимать окружающую среду.

Несмотря на значительные достижения в робототехнике, человекоподобные роботы все еще вызывают эффект «зловещей долины». Это психологический феномен при котором человек испытывает дискомфорт или даже отвращение от взаимодействия с роботами или компьютерными моделями, которые выглядят и ведут себя почти как люди, но всё-таки определяются человеческим глазом как не живой объект.

Новая биоинженерная кожа, разработанная японской командой, возможно, не уменьшает этот эффект, но может стать полезным медицинским инструментом для косметической хирургии и других процедур.