„Echte“ Roboterfinger sind wasserdicht, biegsam und selbstheilend

Träumen Androiden von elektrischen Schafen? “, aber im Grunde nicht von Mensch und Android zu unterscheiden. Nicht nur das, auch in vielen Science-Fiction-Werken gibt es ähnliche Annahmen: Möglicherweise gibt es Roboter, die dem Menschen in Zukunft physisch unendlich nahe kommen.

Auch die Entwicklung dieser Art von humanoiden Robotern hat sich über die Jahre fortgesetzt, so gibt es beispielsweise derzeit Silikon-Häute für Roboter, die das Aussehen von Menschen bis zu einem gewissen Grad imitieren können, aber nur schwer die gleiche filigrane Textur erreichen wie menschliche Haut mit Falten usw. und es fehlen hautspezifische Merkmale.

Aber vor nicht allzu langer Zeit entwickelte das Forschungsteam von Professor Shoji Takeuchi von der Universität Tokio einen Roboterfinger, der mit künstlicher Haut bedeckt ist. Beim ersten Blick auf diesen Roboterfinger mag man erschrecken und sich fragen: "Ist das nicht wirklich ein echter menschlicher Finger?"

Wenn es diese Reaktionen gibt, zeigt es tatsächlich, dass sein bionischer Grad wirklich hoch ist. Tatsächlich besteht das dermale Äquivalent dieses Hautmodells aus lebenden menschlichen Zellen (Fibroblasten, Keratinozyten usw.) und Hydrogelen der extrazellulären Matrix (ECM) (Kollagen usw.).

Roboterfinger werden in eine Lösung aus Kollagen und menschlichen dermalen Fibroblasten getaucht. Diese beiden Hauptbestandteile bilden das Bindegewebe der Haut, und diese Mischung hat eine natürliche Neigung zum Schrumpfen. Die Finger werden wie mit einer „Grundierung“ überzogen Basis für humane epidermale Keratinozyten.

Dieser Roboterfinger mit drei Gelenken ist neben seinem Aussehen und seiner Textur der echten Haut sehr ähnlich, seine Funktion ähnelt auch der echten Haut. Dieser Roboterfinger ist beispielsweise wasserdicht wie ein menschlicher Finger, und die auf der Oberfläche gebildeten Wassertropfen können leicht abgewischt werden, wodurch der interne Elektromotor und andere Komponenten vor Wassereinwirkung geschützt werden können.

Nicht nur das, er kann sich wie ein menschlicher Finger strecken und biegen. Die Klicks der Motoren, kombiniert mit der Bewegung und dem realistischen Aussehen, lassen die Roboterfinger mehr wie echte aussehen.

Darüber hinaus wurde das Forscherteam ursprünglich von der Verwendung von Hydrogelen zur medizinischen Behandlung von tief verbrannter Haut inspiriert, sodass die dermalen Äquivalente, die die Roboterfinger bedecken, auch „selbstheilen“ können.

Für den Test schnitten die Forscher ein kleines Stück Haut vom Finger des Roboters und bedeckten es mit einer Kollagenfolie. Die Kollagenfolie konnte die Wunde versiegeln, und nach 7 Tagen Kultur verwischte die Grenze zwischen der transplantierten azellulären Kollagenfolie und dem ursprünglichen dermalen Äquivalent, und die Haftfestigkeit der Kollagenfolie an dem dermalen Äquivalent war für die Reparatur ausreichend Finger Um der Zugbelastung standzuhalten, die durch die wiederholte Biegebewegung des Roboterfingers verursacht wird.

Natürlich gibt es bei der Erforschung eines solchen Roboterfingers in Sachen Lebensdauer und Funktionsfähigkeit noch viele Verbesserungspotenziale, zum Beispiel darf es an einer ordentlichen Wasserversorgung aus dem Kreislauf und einer lokalen Benetzung durch Schweißsekretion nicht fehlen. es kann nur im Nährmedium flüssig bleiben. Daher sind die Einrichtung von Perfusionskanälen in und unter der Dermis zur Simulation von Blutgefäßen zur Wasserversorgung und die Integration von Schweißdrüsen in die Haut wichtige Richtungen für die zukünftige Forschung.

Außerdem sollte auch die durch solche Nasskulturbedingungen verursachte Verschlechterung von elektronischen Geräten und Verkabelungen beachtet werden. Um die Funktionalität und physische Autonomie von Roboterfingern weiter zu verbessern, ist der Aufbau einer Architektur mit Koexistenz von perfundierbaren künstlichen Gefäßnetzwerken und biokompatibler wasserdichter Elektronik auch ein wichtiger Zukunftsschwerpunkt, um die Lebensfähigkeit lebender Haut nicht nur zu erhalten, sondern auch zu können zur Integration von elektronischen Prozessoren, Motoren, Sensoren, Kabeln, Batterien, Kommunikationsmodulen usw.

Der Durchbruch dieser Forschung ist jedoch unbestreitbar. Dies zeigt, dass es möglich ist, Hautgewebe direkt um den Roboter herum zu modellieren, sodass die Haut direkt auf die Roboterteile wachsen kann. Es verleiht der "künstlichen Haut" auch die Textur und weiche Textur, die Silikonhaut nicht hat, sowie das Aussehen und die Funktionen, die der echten Haut ähneln, wie z. B. Wasserdichtigkeit, Biegen und Dehnen mit Gelenken und sogar Selbstheilung.

Nach den Zukunftsplänen des Forscherteams wollen sie auch eine weiterentwickelte Version entwickeln, indem sie sensorische Neuronen, Haarfollikel, Nägel und Schweißdrüsen usw. hinzufügen, und auch versuchen, größere Strukturen abzudecken.

Es ist erwähnenswert, dass diese Studie möglicherweise noch eine Anmerkung enthält. In seinem Forschungszweck wird erwähnt, dass einige Aufgaben von humanoiden Robotern ein menschenähnliches Aussehen erfordern, um die Effizienz des Informationsaustauschs mit Menschen zu verbessern und die Liebe der Menschen zu wecken. Um das menschliche Aussehen nachzuahmen, ist es unerlässlich, humanoide Abdeckmaterialien mit realistischen menschlichen Hauttönen und Texturen zu entwickeln.

Aber im Laufe der Zeit, angesichts humanoider Roboter, insbesondere Roboter, deren Haut einer realen Person so nahe kommt, fürchte ich, dass die „Uncanny-Valley-Theorie“ nicht vermieden werden kann. Menschen mögen Roboter, die wie Menschen aussehen, aber kann ein solcher Roboter wirklich gemocht werden?

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