Japońscy naukowcy dokonali niezwykłego skoku naprzód w dziedzinie robotyki, opracowując metodę mocowania tkanki podobnej do skóry do humanoidalnych robotów, znacznie zwiększając ich realizm i funkcjonalność. Zespół kierowany przez profesora Shoji Takeuchi z Uniwersytetu Tokijskiego opracował innowacyjną technikę obejmującą specjalne perforacje, które umożliwiają płynne przyleganie zaprojektowanej skóry do elementów mechanicznych robota. Rozwój ten nie tylko poprawia mobilność i trwałość tych robotów, ale także wyposaża je w zdolności samoleczenia i sensoryczne, przesuwając granice tego, co jest możliwe w projektowaniu humanoidów.
Innowacje biohybrydowe i praktyczne zastosowania
Laboratorium profesora Takeuchi, znane z przełomowych prac nad systemami biohybrydowymi, opracowało wcześniej mini roboty zasilane biologiczną tkanką mięśniową, a nawet mięso wyhodowane w laboratorium w technologii druku 3D. Obecnie koncentruje się jednak na tworzeniu bardziej realistycznej skóry robotów. Podczas wcześniejszych eksperymentów z robotem w kształcie palca, Takeuchi dostrzegł potrzebę lepszej przyczepności między sztuczną skórą a leżącą pod nią strukturą robota. Rozwiązanie? Naśladowanie struktur więzadeł ludzkiej skóry i zastosowanie perforacji w kształcie litery V wypełnionych specjalnie opracowanym żelem kolagenowym. Metoda ta pozwala skórze poruszać się naturalnie wraz z ruchami robota bez rozrywania lub odrywania, co stanowi znaczną poprawę w porównaniu z poprzednimi metodami mocowania, które opierały się na mini kotwicach lub haczykach.
Zastosowanie tej technologii wykracza poza zwykłe ulepszenia estetyczne. Zaprojektowana skóra oferuje robotom możliwość autonomicznego naprawiania drobnych uszkodzeń, podobnie jak leczy się ludzka skóra. W przeciwieństwie do materiałów na bazie chemicznej, które do samonaprawy wymagają zewnętrznych czynników, takich jak ciepło lub ciśnienie, biologiczna skóra może regenerować się w sposób ciągły. Ten przełom otwiera możliwości dla robotów wyposażonych w systemy sensoryczne, zapewniając im formę świadomości środowiskowej, która może zrewolucjonizować ich możliwości interakcji.
Przyszłe horyzonty i kierunki badań
W tych badaniach nie chodzi tylko o stworzenie robota, który wygląda jak człowiek; chodzi o przesuwanie granic w różnych dziedzinach nauki i medycyny. Koncepcja „organu na chipie” odegrała już kluczową rolę w opracowywaniu leków, a teraz „twarz na chipie” może stać się rzeczywistością. Taki rozwój byłby nieoceniony w badaniu starzenia się skóry, testowaniu kosmetyków i badaniu nowych technik chirurgicznych. Integrując dodatkowe cechy biologiczne, takie jak gruczoły potowe, gruczoły łojowe, pory i nerwy, przyszłe iteracje tej technologii mogłyby osiągnąć jeszcze bardziej realistyczny wygląd i funkcjonalność. Co więcej, integracja zaawansowanych siłowników mogłaby umożliwić robotom wykazywanie zniuansowanej mimiki twarzy, jeszcze bardziej zwiększając ich podobieństwo do ludzi.
Profesor Takeuchi przewiduje przyszłość, w której roboty będą nie tylko bardziej podobne do ludzi pod względem wyglądu, ale także pod względem zdolności do interakcji z otoczeniem i rozumienia go. Ostatecznym celem jest stworzenie robotów, które mogą wykonywać złożone zadania z ludzką zręcznością i precyzją, a jednocześnie są zdolne do samodzielnej naprawy. Wizja ta nie jest tylko odległym marzeniem, ale szybko zbliżającą się rzeczywistością, ponieważ naukowcy nadal udoskonalają technologię i badają nowe zastosowania.
Droga do stworzenia robotów, które wyglądają, czują i działają jak ludzie, jest już bardzo zaawansowana. Postępy w systemach biohybrydowych dokonane przez profesora Takeuchi i jego zespół stanowią znaczący kamień milowy w tym dążeniu. W miarę dalszego rozwoju tych technologii możemy spodziewać się, że roboty będą odgrywać coraz bardziej wyrafinowane role w naszym życiu, od badań medycznych po codzienne interakcje, zwiastując nową erę współistnienia człowieka i robota.
Referencje: DOI: 10.1016/j.xcrp.2024.102066
