Zelfs na aanzienlijke vooruitgang in de industrie blijven humanoïde robots stevig in de griezelige vallei. En hoewel de nieuwe, in het laboratorium ontwikkelde huid van het Japanse team de griezeligheid uit de bot misschien niet wegneemt, kan het op een dag een nuttig medisch hulpmiddel worden voor cosmetische chirurgie en andere medische procedures.
Zoals beschreven in de studie gepubliceerd op 25 Celrapporteert natuurwetenschappenhebben ingenieurs van de Universiteit van Tokio een methode ontwikkeld om bio-engineered huid die uit menselijke cellen is gegroeid, aan elke oppervlaktevorm te hechten. Bestaande benaderingen zijn vaak afhankelijk van miniatuurankers en haken om soortgelijke weefsels aan oppervlakken te bevestigen, wat hun bruikbaarheid beperkt en ze gevoelig maakt voor schade tijdens beweging.
In dit geval maakten de onderzoekers echter kleine V-vormige perforaties in hun in het laboratorium gekweekte huid om deze extreem flexibel te maken, en brachten vervolgens een collageengel aan. Hoewel de viscositeit van de gel anders zou voorkomen dat deze in de kleine sneetjes zou dringen, gebruikten de ingenieurs een zogenaamde plasmabehandeling op stoombasis die vaak wordt gebruikt tijdens het hechtingsproces van plastic. Dit maakte de huid hydrofieler, waardoor collageen de huid kon binnendringen en de huid aan het onderliggende oppervlak kon binden, net als ligamenten.
“Door de structuren van de menselijke huid en ligamenten na te bootsen en speciaal gemaakte V-vormige perforaties in vaste materialen te gebruiken, hebben we een manier gevonden om de huid aan complexe structuren te hechten”, zei de corresponderende auteur en hoogleraar mechano-informatica Shoji Takeuichi in een verklaring. “De natuurlijke flexibiliteit van de huid en de sterke hechtingsmethode zorgen ervoor dat de huid kan bewegen met de mechanische componenten van de robot zonder te scheuren of af te pellen.”
Maar zelfs met de verbeterde plakkerigheid is die slijmerige glans meer dan alleen een beetje onaangenaam: het is potentieel rampzalig voor in het laboratorium gemaakte huid.
‘Het manipuleren van zachte, vochtige biologische weefsels tijdens het ontwikkelingsproces is veel moeilijker dan mensen buiten het veld misschien denken. Als de steriliteit bijvoorbeeld niet wordt gehandhaafd, kunnen bacteriën binnendringen en zal het weefsel afsterven”, vervolgde Takeuichi. Maar nu ze dit met succes kunnen doen, “kan een levende huid robots een reeks nieuwe mogelijkheden bieden.”
[Related: Watch a robot hand only use its ‘skin’ to feel and grab objects.]
Om hun nieuwe techniek te demonstreren, bevestigde het team hun levende huidlagen aan een 3D-model van een menselijk gezicht, evenals aan een klein 2D-‘gezicht’ met robotactuators. De huid hechtte niet alleen effectief aan de ronde gelaatstrekken van het menselijk hoofd, maar weerstond ook manipulatie door actuatoren die een rudimentair, lachend gezicht vormden.
Volgens Takeuichi’s eigen erkenning slaagde de gladde huid er slechts “enigszins in om het menselijke uiterlijk te repliceren”, maar dat is niet het belangrijkste punt van het ontwerp van hun team. Als we hun techniek vergelijken met de creatie van een orgaan-op-een-chip, zou de toekomstige face-on-a-chip nieuwe wegen kunnen bieden voor onderzoek naar huidveroudering, plastische en reconstructieve chirurgie, maar ook naar cosmetica. In combinatie met ingebouwde sensoren zou de volgende generatie robots een beter milieubewustzijn kunnen bieden.
In de toekomst willen Takeuichi en zijn medewerkers de mogelijkheid toevoegen om oppervlakterimpels en een dikkere opperhuid te ontwikkelen om een menselijker exemplaar te creëren. Maar als je denkt dat de huid van een in een laboratorium gekweekte robot op zichzelf vies genoeg is, kun je je misschien het beste schrap zetten.
“Wij geloven dat het creëren van een dikkere en realistischere huid kan worden bereikt door het implanteren van zweetklieren, talgklieren, poriën, bloedvaten, vet en zenuwen”, aldus Takeuichi. Het valt nog te bezien of dit allemaal iets is waar een mens of een robot om lacht.