Ученые разработали искусственный палец, покрытый кожей из клеток человека

ГлавнаяВ мире Тимур Галчанов

Японские ученые создали роботизированный палец, покрытый живой тканью, похожей на кожу. Это вещество гидрофобно, оно способно самовосстанавливаться и имеет консистенцию, подобную нашей коже, потому что на самом деле состоит из клеток кожи человека.

Самый большой орган больше не принадлежит живым организмам. Речь, конечно же, о коже. Все указывает на то, что вскоре нам придется распространить наши представления о коже на роботов. Но что еще более важно: на этот раз об искусственной коже не может быть и речи.

Ученые в Токио разработали вещество, состоящее из клеток кожи человека, покрытых пальцем робота с дистанционным управлением. Это покрытие уже «выросло» на пальце — его не выращивали отдельно в лаборатории. Авторы изобретения утверждают, что их кожа способна изменить отношение к покрытым ею человекоподобным роботам и сделать их неотличимыми от людей на первый взгляд.

Описание и результаты исследования опубликованы в журнале «Материя» ( DOI: 10.1016/j.matt.2022.05.019 ).

Кожа, обернутая вокруг пальца робота

Работа над кожей проводилась группой ученых под руководством Сёдзи Такеучи, профессора кафедры механических и биофункциональных систем Токийского университета. В отличие от других дизайнов этого типа, это не искусственная кожа, а в какой-то степени живая. В проекте использовался механический палец, потому что, с одной стороны, его элементы уже хорошо известны и проверены на работоспособность, а с другой стороны, потому что пальцы по многим причинам имеют решающее значение для функционирования роботов.

Ученые попытались придать новой коже характеристики кожи человека, в том числе ее структуру. В самом начале роботизированный палец был погружен в раствор коллагена, важнейшего компонента кожи человека (то есть волокнистого или волокнистого белка) и фибробластов человека. Напомним, что они также являются важными строительными компонентами кожи человека. Затем ждали, пока нанесенный слой раствора «настроится» на внешний вид пальца. Следующим шагом было использование кератиноцитов человека. В случае кожи человека они отвечают за выработку кератина. Также благодаря им формируются клетки нашего эпидермиса, самого внешнего слоя кожи. Таким образом, рассматриваемый палец был «наделен» слоями кожи, которые частично принадлежат человеку. Также стоит подчеркнуть, что в такой коже палец мог двигаться совершенно свободно,

Почему важно, чтобы у роботов была кожа?

Оснащение роботов кожей, похожей на человеческую, значительно расширит возможности, доступные роботам. Во-первых, в нее будет легче играть. Уже в ходе исследований было замечено, что в случае повреждения кожи достаточно было наложить на механический палец коллагеновую повязку, отчего повреждение заживало. Новая кожа, безусловно, даст роботам новые возможности при работе с влажными материалами.

Еще один момент чисто практический. Представьте себе бескожие пальцы робота, пытающиеся схватить чашку. Материал пальцев твердый, как и чашка. В результате захват чашки должен быть предельно точным, в том числе и в разрезе выбранной силы, ведь даже небольшая ошибка может привести к ее разрушению. С другой стороны, если бы рука робота была покрыта кожей, предел потенциальной ошибки увеличился бы, поскольку кожа поглощала бы давление.

Команда ученых планирует провести дальнейшую работу над кожей для роботов. Во-первых, пока это еще не возможно на 100 процентов. говорят, что кожа живая. Ничто ее не питает и не может, как человеческая кожа, удалять отработанные клетки. Поэтому он не является полностью самодостаточным. Именно поэтому Сёдзи Такеучи задумывается о том, чтобы оснастить ее своеобразным аналогом сосудистой системы. Есть планы даже сделать ее более похожей на людей, добавив такие элементы, как ногти, волосяные фолликулы и даже потовые железы.

 

Источник: Cell Press, фото: Сёдзи Такеучи/CC BY-SA 2.0


Это интересно


Новости партнеров