Исследователи из Токийского университета создали робота, покрытого живой человеческой кожей. Кожа не только повторяет естественные складки на суставах, но и способна заживать после порезов. В будущем это может привести к созданию роботов и протезов, которые выглядят и ощущаются как настоящие.
Группа под руководством профессора Сёдзи Такэути из Высшей школы информатики и технологий Токийского университета разработала методику покрытия трёхмерных объектов культивированной кожей. Результатом стал трёхсуставный роботизированный палец, полностью обёрнутый в живую ткань, состоящую из человеческих клеток и коллагена.
Как это сделано
Кожа создавалась в два этапа. Сначала роботизированный палец погружали в смесь коллагена и человеческих фибробластов — клеток соединительной ткани. Этот раствор, застывая, сокращался и плотно обтягивал палец, формируя внутренний слой кожи — дерму. Чтобы ткань не сползала и не деформировалась, инженеры предусмотрели специальные якорные структуры на поверхности робота.
Затем на дерму наносили человеческие кератиноциты — клетки, образующие внешний слой кожи. Чтобы равномерно покрыть изогнутую поверхность пальца, клетки наносили с нескольких направлений. Через две недели кожа достигала толщины в несколько миллиметров, сопоставимой с человеческой.
Что умеет эта кожа
Покрытие выдерживает сгибание роботизированного пальца, не разрываясь. Когда исследователи намеренно сделали небольшой порез и наложили на него коллагеновую заплатку, фибробласты в течение недели срастили заплатку с остальной тканью. Это биологическое заживление, а не просто механическое скрепление.
Кожа также обладает водоотталкивающими свойствами, как настоящая, и служит электрическим барьером.
Почему это важно
Традиционно роботов покрывают силиконовой резиной. Она мягкая и похожа на человеческую кожу, но не умеет заживать, не чувствует прикосновения и не регулирует тепло. Живая культивированная кожа лишена этих недостатков в перспективе — она может обладать сенсорными функциями, самовосстановлением и даже системой «потоотделения» для отвода тепла.
Однако пока ткань требует постоянного увлажнения и питания. Робот с такой кожей не может просто выйти на улицу — ему нужна питательная среда, имитирующая условия человеческого тела. Следующий шаг, который уже исследует группа Такэути, — создание микроскопических кровеносных сосудов внутри кожи. Это позволит доставлять питательные вещества и поддерживать ткань живой без внешней ванны.
Что дальше
Учёные также работают над добавлением сенсорных нейронов в кожу, чтобы роботы могли чувствовать прикосновение, давление, температуру и боль. В перспективе такая кожа найдёт применение не только в робототехнике, но и в медицине — для тестирования косметики и лекарств, а также для пересадки при тяжёлых ожогах.
Пока это лабораторный эксперимент. Но он делает границу между машиной и живым существом тоньше, чем когда-либо прежде.
