Робот в человечьей шкуре: японские инженеры научились покрывать роботов аналогом кожи

Искусственная кожа способна регенерироваться!

Многие, наверняка, помнят знаменитую сцену из фильма «Терминатор-2: Судный День», где механический герой Арнольда Шварценеггера разрезает себе ножом руку, оголяя скрывающиеся под человеческой кожей механические детали и провода?… Похоже, этот жутковатый эпизод из фантастического кинофильма может совсем скоро стать реальностью — ведь японские инженеры уже научились покрывать роботов аналогом человеческой кожи — прочным и способным регенерироваться!

Для «очеловечивания» роботов специалисты Токийского университета использовали не что иное, как живые клетки кожи человека — и их вполне можно понять: зачем придумывать что-то новое, если под рукой уже присутствует прекрасный, взращенный матушкой-природой за века эволюции «расходный материал»?

Пока что кожей покрыли не полноценного робота-андроида, а лишь трёхфаланговый механический палец, но и его оказалось достаточно, чтобы продемонстрировать достаточную прочность и эластичность созданной робо-кожи: естественное покрытие с лёгкостью выдержало сгибание и разгибание модели.

Предыдущие попытки натянуть на роботов человеческую кожу оказывались не слишком удачными. Поэтому японские учёные нашли совершенно новый подход к задаче. Зачем насильно оклеивать (обивать, оборачивать и т. п.) машину кожей? Пусть кожа самостоятельно обволакивает стальные мускулы наших механических помощников!

Разработать метод покрытия роботов кожей без единого шва и надреза помогла сама природа используемого материала — и вот каким образом.

Чтобы покрыть механический палец подобием кожи, его погрузили в специальный раствор из коллагена и особых клеток — дермальных фибробластов человека. Эти два компонента — основа соединительных тканей нашей кожи. Их смесь благодаря своим особенностям склонна сжиматься — и потому сама плотно облепила механический палец.

Затем учёные погрузили палец в раствор эпидермальных кератиноцитов человека — клеток, составляющих 90% внешнего слоя нашей кожи. А обволакивающая механизм смесь из клеток соединительной ткани послужила для слоя кератиноцитов отличной клейкой основой.

И вот, на выходе специалисты получают механический палец, покрытый слоем почти настоящей человеческой кожи!

Инновационное покрытие не только внешне похоже на кожу: оно обладает влагоудерживающими барьерными свойствами и отталкивает воду, а его верхний слой достаточно толстый (в среднем толще 2 мм), чтобы не разорваться при захвате пинцетом. Кроме этого, робо-кожа благодаря своим свойствам удобна для работы с электростатически заряженными материалами — например, пенополистиролом (пенопластом), который часто используется в упаковке.

Существует и нюанс, в котором созданная японцами искусственная кожа значительно превосходит человеческую: она способна самостоятельно регенерироваться после повреждения при накладывании специальной коллагеновой повязки. Коллагеновый «пластырь» постепенно встраивается прямо в кожу и становится её частью, после чего кожа вновь «на отлично» выдерживает повторяющиеся движения механических суставов.

Так почему же кожа «почти человеческая», несмотря на все её преимущества?

  • Во-первых, её прочность, всё же, ограниченна по сравнению с нашей кожей. Для решения данной проблемы предлагается повысить в растворе количество коллагена и позволить клеткам подольше созревать.
  • Во-вторых, чтобы нормально функционировать, «живому» покрытию требуется бережный уход: увлажнение, снабжение питательными веществами и удаление отходов жизнедеятельности клеток. Для устранения данного недостатка учёные планируют снабдить робо-кожу потовыми железами и подобием системы кровообращения.

Главными целями разработки учёные называют возможность придать машинам более человеческий вид, чтобы вывести отношения роботов и людей на новый уровень, а также наделение механических созданий осязанием. Именно поэтому следующей целью японских специалистов значится дополнение разработанной кожи не только ногтями и волосяными фолликулами, но и сенсорными нейронами!

Наделение роботов кожей позволит им выполнять работы, требующие бережных, но сильных прикосновений. Кроме этого, учёные отметили, что спроектированную кожу можно будет использовать в трансплантации и покрывать ею протезы. Сбережёт инновация и братьев наших меньших: новый материал предлагается использовать в экспериментах по изучению кожи, что предотвратит испытания косметики и медикаментов на животных.

Изобретение исследователей из Токийского университета очень важное и необычное, ведь оно открывает человеку массу новых возможностей в различных областях — и не только в механике и робототехнике!

В то же время, учитывая огромные успехи программистов в сфере создания «человекоподобного» искусственного интеллекта, вполне возможно, что скоро наша жизнь превратится в увлекательный квест по поиску собратьев из плоти и крови среди тех, кто будет скрывать механические приводы под человеческой кожей. Прямо как в советском фильме «Дознание пилота Пиркса» — фантасты снова всё предусмотрели…

Источник