Humanoide Arbeiten sind einen Schritt näher gerückt - Japanische Wissenschaftler haben gelernt, wie man Haut aus lebenden menschlichen Zellen auf unbelebten Oberflächen aufbaut. Künstlich gewachsene Haut behält ihre Hauptfunktion - als Schutz für den Körper zu dienen, auch wenn es sich um einen Robotermechanismus handelt. Es weist Wasser ab und heilt Schäden von selbst und macht den Roboter auch menschenähnlicher, was es Robotern erleichtern kann, in unser Leben einzudringen und Angst zu machen.
„Der Finger, der direkt vom Kulturmedium entfernt wird, sieht ein wenig ‚verschwitzt' aus“, sagt Erstautor Shoji Takeuchi, Professor an der Universität Tokio. „Da der Finger von einem Elektromotor angetrieben wird, ist es interessant, die Klickgeräusche des Motors in Kombination mit einem Finger zu hören, der genauso aussieht wie ein echter.“
Es wird angenommen, dass das äußere humanoide Erscheinungsbild die Effektivität der Kommunikation mit Robotern erhöhen und Sympathie hervorrufen kann. Silikonhaut hilft nicht, den Effekt des "vollständigen Eintauchens" zu erzielen - sie hat keine solche Textur und wird bei direktem Kontakt gefühlt. Frühere Versuche, lebendes Hautgewebe zum Abdecken von Robotern zu züchten, waren ebenfalls fehlgeschlagen - Probleme wurden beim Abdecken von Stellen mit häufigen Biegungen und Unebenheiten festgestellt. All dies zwang die Wissenschaftler, eine Technologie zu entwickeln, um Haut aus lebenden menschlichen Zellen auf unbelebten Oberflächen wachsen zu lassen.
In der ersten Phase platzierten die Wissenschaftler einen Roboterfinger in einem Zylinder, in den sie zunächst eine Mischung aus Kollagen und menschlichen dermalen Fibroblasten gossen – den beiden Hauptkomponenten, aus denen das Bindegewebe der Haut besteht. Eine Mischung aus Proteinen und lebenden Zellen wurde zu einer Art Grundierung, deren Oberfläche die Wissenschaftler mit epidermalen Zellen besiedelten – einem lebenden Oberflächengewebe, das der Haut wasserabweisende Eigenschaften und die Fähigkeit verleiht, Wunden zu heilen.
Die augmentierte Haut hatte ausreichend Festigkeit und Elastizität, um der dynamischen Bewegung des Fingers des Roboters beim Beugen und Strecken standzuhalten. Die äußere Schicht war dick genug, um mit einer Pinzette angehoben zu werden (durchschnittlich 2 mm dick) und wasserabweisend, was verschiedene Vorteile für bestimmte Aufgaben bietet, wie zum Beispiel das Arbeiten mit elektrostatisch aufgeladenem Styropor, einem Material, das häufig in Verpackungen verwendet wird. Bei einer Verletzung konnte sich die entstandene Haut sogar wie beim Menschen mit Hilfe eines Kollagenverbandes selbst reparieren, der sich allmählich in Haut verwandelte und wiederholten Gelenkbewegungen standhielt.
„Wir sind überrascht, wie gut das Hautgewebe an der Oberfläche des Roboters haftet“, sagen die Autoren der Arbeit, die in der Fachzeitschrift Matter erschienen ist. „Aber diese Arbeit ist nur der erste Schritt zur Schaffung von Robotern, die mit lebender Haut bedeckt sind.“ Die entstandene Haut ist viel schwächer als die natürliche Haut und kann ohne ständige Nährstoffversorgung und Abfallbeseitigung nicht lange bestehen. Daher planen Wissenschaftler im nächsten Schritt, diese Probleme zu lösen und komplexere funktionelle Strukturen in die Haut einzubauen: sensorische Neuronen, Haarfollikel, Nägel und Schweißdrüsen.
2022-06-15 10:59:30
Autor: Vitalii Babkin