Ученые использовали живую кожу для создания улыбающегося робота

Реалистичные роботы могут стать на шаг ближе к реальности благодаря новой разработке Токийского университета, где ученые создали прототип с живой кожей, способный «естественно улыбаться».

Команда Токийского университета поставила перед собой цель найти хороший способ присоединения живой кожи, выращенной в лаборатории из живых клеток, к гуманоидному роботу.

Живая кожа, также известная как культивированная кожа, уже использовалась в области робототехники, однако без хорошего механизма ее прикрепления к базовому слою она деформируется или повреждается при движении.

Метод крепления, разработанный исследователями, вдохновлен связками в тканях человека и позволяет коже двигаться реалистично, что они продемонстрировали с помощью улыбки.

Исследователи Токийского университета создали плоское лицо робота, способное улыбаться

По данным Токийского университета, эта инновация может проложить путь к тому, чтобы роботы имели не только более человеческий внешний вид, но и лучшую мобильность, возможности самовосстановления и способность чувствовать изменения давления или вибрации так, как это может делать биологическая кожа.

«В этом исследовании нам удалось в некоторой степени воспроизвести внешность человека, создав лицо с тем же материалом поверхности и структурой, что и у людей», — сказал руководитель группы Сёдзи Такеучи.

«Создание роботов, которые могут исцелять себя, более точно чувствовать окружающую среду и выполнять задачи с человеческой ловкостью, невероятно мотивирует».

Метод исследовательской группы включал биомимикрию связок кожи человека, которые представляют собой тонкие полоски соединительной ткани, соединяющие верхний слой кожи с глубокой фасцией под ней.

Чтобы добиться аналогичного эффекта, они создали небольшие V-образные каналы внутри лица робота. Эти каналы, которые команда называет перфорациями, были заполнены клейким коллагеновым гелем, чтобы прикрепить сверху живую кожу.

Команда создала два прототипа для демонстрации своего нововведения. Первый — это двумерное роботизированное лицо, включающее приводы по обе стороны рта, которые действуют как мышцы, натягивая связки-крепления.

Это позволяет роботу отображать то, что исследователи в своей статье на эту тему называют «естественной улыбкой». Это создает небольшую выпуклость на щеках робота – результат сдавливания основания из силиконовой резины.

Второй прототип представляет собой трехмерную структуру лица без приводов. Этот пример демонстрирует возможность воспроизведения креплений в виде связок на более сложной 3D-форме.

Один из прототипов представляет собой живую кожу, прикрепленную к трехмерной модели лица.

Самым сложным аспектом работы было успешно подать вязкий коллагеновый гель в мелкие перфорации, сохраняя при этом живую кожу близко к той же поверхности.

«Манипулировать мягкими, влажными биологическими тканями в процессе разработки гораздо сложнее, чем могут подумать люди, далекие от этой области», — сказал Такеучи. «Например, если не соблюдать стерильность, могут проникнуть бактерии, и ткань погибнет».

Теперь, когда это стало возможным, сказал он, живая кожа может дать роботам целый ряд новых способностей.

«Самовосстановление — это большое дело: некоторые химические материалы можно заставить исцелять себя, но для них требуются триггеры, такие как тепло, давление или другие сигналы, и они также не размножаются, как клетки», — сказал Такеучи. «Биологическая кожа заживляет небольшие рваные раны, как и наша, а к ней можно добавить нервы и другие кожные органы для использования в сенсорных целях и так далее».

Такеучи надеется, что это достижение можно будет использовать для создания устройств, моделирующих лицо, для исследования старения кожи, косметических и хирургических процедур.

Лицо робота стало вирусным в Интернете, где реакции на X варьировались от «кошмарного топлива» до «Пожалуйста, нет» и «Как мне отключить звук?».

Работа Такеучи и его команды относится к области биогибридной робототехники — сочетания биологии и машиностроения, которое часто подразумевает слияние живых и синтетических компонентов.

Другие недавние разработки в области робототехники включают в себя роботизированную четвероногою собаку, которая научилась ходить с нуля, и творение НАСА, предназначенное для поиска на планетах признаков жизни.