Japanski naučnici razvijaju BIOHIBRIDNE robote sa kožom koja zarasta kao kod ljudi
Godinama su biohibridni roboti koji se sastoje i od organskih i od veštačkih elemenata bili u srži brojnih naučno-fantastičnih vizija, utičući na današnji razvoj robota – od akcionih heroja do zlih ubica, podižući etičku dilemu da li život zaista treba da se ukršta toliko sa svetom mašina.
Čini se da oni koji strahuju od scenarija pobune mašina koje se ne razlikuju od ljudi za sada mogu još uvek dobro da spavaju, ali japanski naučnici čine korak u tom pravcu stvarajući živu ljudsku kožu za robote.
Prema novom istraživanju objavljenom u časopisu Matter ove nedelje, tehnologija je omogućila robotskom prstu teksturu nalik koži, kao i vodoodbojna svojstva i svojstva samoizlečenja.
„Prst izgleda blago „oznojan“ pravo iz medijuma za rast“, rekao je prvi autor Šodži Takeuči, profesor na Univerzitetu u Tokiju, koji je citiran u saopštenju Eurekalerta. „Pošto prst pokreće električni motor, takođe je zanimljivo čuti zvukove škljocanja motora u harmoniji sa prstom koji izgleda baš kao pravi”.
Zaista, jedan od primarnih ciljeva humanoidnih robota koji su često zaduženi za interakciju sa ljudima u zdravstvenoj i uslužnoj industriji je da izgledaju „stvarno“ kao živa osoba. Ljudski izgled bi pomogao u komunikaciji i dopadljivosti u javnosti.
Iako savremena silikonska koža za robote može po izgledu da liči na ljudsku kožu, nedostaju joj funkcije specifične za kožu i delikatne teksture kao što su bore. Pored toga, postojeći slojevi kože za pokrivanje robota takođe su imali ograničen uspeh zbog poteškoća u prilagođavanju dinamičkim objektima sa neravnim površinama, prema istraživanju.
Takeuči je sugerisao da se sa novom tehnologijom „moraju imati ruke veštog zanatlije koji može da iseče i kroji listove kože“.
„Da bismo efikasno pokrili površine ćelijama kože, uspostavili smo metod oblikovanja tkiva za direktno oblikovanje kožnog tkiva oko robota, što je rezultiralo besprekornom pokrivenošću kože na robotskom prstu“, dodao je naučnik.
Naučnici su počeli tako što su robotski prst uronili u cilindar ispunjen rastvorom kolagena i ljudskih dermalnih fibroblasta, dve glavne komponente koje čine vezivno tkivo naše kože. Takeuči je uspeh studije pripisao inherentnoj sklonosti da mešavina kolagena i fibroblasta ima tendenciju da se skuplja, smanjila se i čvrsto se prilagodila prstu.
Ovaj sloj, sličan prajmerima za boje, obezbedio je konzistentnu osnovu za sledeći sloj ćelija, humane epidermalne keratinocite. Ove ćelije čine približno 90% spoljašnjeg sloja kože, dajući robotu osećaj nalik na kožu i svojstva zadržavanja vlage.
Razvijena koža bila je dovoljno jaka i gipka da izdrži brze pokrete robotskog prsta uvijanja i istezanja. Najviši sloj je bio dovoljno debeo da se može ukloniti pincetom i otporan je na vodu, pružajući niz prednosti u specijalizovanim aktivnostima kao što je rukovanje elektrostatički naelektrisanom mikroskopskom polistirenskom penom, uobičajenim materijalom za pakovanje.
Uz upotrebu kolagenskog zavoja koji se progresivno pretvarao u kožu i mogao da izdrži ponovljene pokrete zglobova, stvorena koža bi čak mogla da se samoizleči kao kod ljudi“, tvrde istraživači.
Stvorena koža je znatno slabija od normalne kože i ne može dugo da živi bez redovnog hranjenja i odlaganja mrtve kože.
Takeuči i njegove kolege su navodno spremni da rade na otklanjanju ovih nedostataka uključivanjem složenijih funkcionalnih komponenti u kožu, kao što su senzorni neuroni, folikuli dlake, nokti i znojne žlezde.
Istraživači, međutim, upozoravaju da robot koji koristi novi materijal sličan koži ne bi trebalo da se koristi u suvom okruženju u njegovom trenutnom stanju, jer čak ni ljudska koža ne može biti izložena suvom okruženju duže vreme bez dovoljno vode iz cirkulatornog sistema i lokalizovanog vlaženja od rada znojnih žlezda.
„Da bi se izbeglo takvo isušivanje, izgradnja perfuzionih kanala unutar i ispod dermisa koji imitiraju krvne sudove za snabdevanje vodom, kao i integracija znojnih žlezda u ekvivalent kože, važni su pravci za buduća istraživanja“, navodi se u istraživanju.
Drugo, kultivisana koža ima potencijal da bude multifunkcionalni materijal za pokrivanje robota jer može poslužiti kao matrica za mnoge biološke aktivnosti koje takvi materijali zahtevaju, kao što su senzori i upravljanje temperaturom.
„Mislim da je živa koža vrhunsko rešenje da se robotima da izgled i dodir živih bića jer je to potpuno isti materijal koji pokriva životinjska tela“, tvrdi Takeuči.
Studija, prema njenim autorima, predstavlja „veliki korak“ ka biohibridnim robotima koji kombinuju žive i veštačke komponente. Takeuči i njegov tim veruju da bi biohibridni roboti imali veće senzorne kapacitete, izuzetno efikasnu konverziju energije, samoorganizaciju i funkcije samopopravke, što je sve teško postići samo veštačkim materijalima.
Oni veruju da će ova otkrića uvesti u novu eru biohibridnih robota.
