Японцы научили роботов обрастать кожей из живых человеческих клеток

Человекоподобные роботы стали на шаг ближе — японские учёные научились наращивать кожу из живых человеческих клеток на неживые поверхности. Искусственно выращенная кожа сохраняет главную функцию — служить защитой для организма, даже если это роботизированный механизм. Она отталкивает воду и самостоятельно заживляет повреждения, а также делает робота больше похожим на человека, что может как облегчить роботам войти в нашу жизнь, так и напугать.

Источник изображения: Matter

«Извлечённый прямо из культуральной среды палец выглядит слегка "потным", — говорит первый автор работы Шоджи Такеучи (Shoji Takeuchi), профессор Токийского университета. — Поскольку палец приводится в движение электромотором, интересно слышать щёлкающие звуки мотора в сочетании с пальцем, который выглядит совсем как настоящий».

Считается, что внешний человекоподобный вид может повысить эффективность общения с роботами и вызвать симпатию. Силиконовая кожа не поможет добиться эффекта «полного погружения» — у неё не такая текстура и это будет ощущаться при прямом контакте. Также были провалы при предыдущих попытках вырастить живую кожную ткань для покрытия роботов — обнаружились проблемы при покрытии мест частых изгибов и неровностей. Всё это заставило учёных разработать технологию наращивания кожи из живых клеток человека на неживые поверхности.

На первом этапе учёные поместили роботизированный палец в цилиндр, куда предварительно залили смесь коллагена и человеческих дермальных фибробластов — двух основных компонентов, из которых состоят соединительные ткани кожи. Смесь из белков и живых клеток стала своего рода грунтовкой, поверхность которой учёные заселили клетками эпидермиса — живой поверхностной тканью, придающей коже водоотталкивающие свойства и способность заживлять раны.

Наращенная кожа обладала достаточной прочностью и эластичностью, чтобы выдерживать динамические движения, когда палец робота сгибался и разгибался. Внешний слой был достаточно толстым, чтобы его можно было поднять пинцетом (в среднем толще 2 мм), и отталкивал воду, что даёт различные преимущества при выполнении конкретных задач, таких как работа с электростатически заряженным крошечным пенополистиролом — материалом, часто используемым в упаковке. При ранениях созданная кожа могла даже самовосстанавливаться, как у людей, с помощью коллагеновой повязки, которая постепенно превращалась в кожу и выдерживала повторяющиеся движения суставов.

«Мы удивлены тем, насколько хорошо кожная ткань прилегает к поверхности робота, — говорят авторы работы, которая была опубликована в журнале Matter. — Но эта работа — лишь первый шаг к созданию роботов, покрытых живой кожей». Созданная кожа намного слабее натуральной и не может долго существовать без постоянного поступления питательных веществ и удаления отходов. Поэтому на следующем этапе учёные планируют решить эти проблемы и встроить в кожу более сложные функциональные структуры: сенсорные нейроны, волосяные фолликулы, ногти и потовые железы.