Montag, Juni 27, 2022
StartTECHNOLOGIEWissenschaftler entwickeln lebende menschliche Haut für Roboterfinger

Wissenschaftler entwickeln lebende menschliche Haut für Roboterfinger

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Japanische Wissenschaftler haben eine Möglichkeit entwickelt, einen Roboterfinger mit lebenden menschlichen Zellen zu bedecken.

Es mag wie etwas aus dem Reich der Sci-Fi-Klassiker klingen, wie z Bladerunner oder Ex MachinaAber Forscher der Universität Tokio bringen Androiden einen großen Schritt näher, indem sie lebende menschliche Haut auf Robotern herstellen.

Die Methode verleiht einem Roboterfinger nicht nur eine hautähnliche Textur, sondern bietet auch wasserabweisende und selbstheilende Funktionen.

Der Erstautor der Studie, Professor Shoji Takeuchi, sagte: „Der Finger sieht direkt aus dem Kulturmedium leicht ‚verschwitzt‘ aus.

„Da der Finger von einem Elektromotor angetrieben wird, ist es auch interessant, die Klickgeräusche des Motors im Einklang mit einem echt aussehenden Finger zu hören.“

„Echt“ auszusehen, ist eine der obersten Prioritäten für humanoide Roboter, die häufig damit beauftragt sind, mit Menschen im Gesundheitswesen und in der Dienstleistungsbranche zu interagieren.

Laut Takeuchi kann ein menschenähnliches Erscheinungsbild die Kommunikationseffizienz verbessern und Sympathie wecken.

Während die derzeit für Roboter hergestellte Silikonhaut das menschliche Aussehen nachahmen kann, erklärte er, dass sie bei empfindlichen Texturen wie Falten „zu kurz kommt“ und hautspezifische Funktionen vermisst.

Frühere Versuche zur Herstellung lebender Hautschichten zur Abdeckung von Robotern waren ebenfalls nur begrenzt erfolgreich, da es schwierig ist, sie an dynamische Objekte mit unebenen Oberflächen anzupassen.

Takeuchi sagte: „Bei dieser Methode muss man die Hände eines erfahrenen Handwerkers haben, der die Hautblätter schneiden und maßschneidern kann.

„Um Oberflächen effizient mit Hautzellen zu bedecken, haben wir ein Gewebeformverfahren entwickelt, um Hautgewebe direkt um den Roboter herum zu formen, was zu einer nahtlosen Hautbedeckung auf einem Roboterfinger führte.“

Um die Haut herzustellen, tauchte das Tokioter Team zunächst den Roboterfinger in einen Zylinder, der mit einer Lösung aus Kollagen und menschlichen dermalen Fibroblasten gefüllt war, den beiden Hauptkomponenten, aus denen das Bindegewebe der Haut besteht.

Laut Takeuchi liegt der Erfolg der Studie in der natürlichen Schrumpfungstendenz der Mischung aus Kollagen und Fibroblasten, die schrumpfte und sich eng an den Finger anpasste.

Genau wie Farbgrundierungen bot die Schicht eine einheitliche Grundlage für die nächste Zellschicht – menschliche epidermale Keratinozyten –, auf der sie haften konnte.

Die Zellen machen 90 Prozent der äußersten Hautschicht aus und verleihen dem Roboter eine hautähnliche Textur und feuchtigkeitsspeichernde Barriereeigenschaften.

Takeuchi sagte: „Die handgefertigte Haut hatte genug Festigkeit und Elastizität, um die dynamischen Bewegungen zu ertragen, wenn sich der Roboterfinger kräuselte und streckte.

„Die äußerste Schicht war dick genug, um mit einer Pinzette angehoben und Wasser abgestoßen zu werden, was verschiedene Vorteile bei der Durchführung bestimmter Aufgaben bietet, wie z.

Wenn sie verwundet wurde, sagte er, könne sich die künstliche Haut sogar wie die eines Menschen mit Hilfe eines Kollagenverbandes selbst heilen, der sich allmählich in die Haut verwandelte und wiederholten Gelenkbewegungen standhielt.

Takeuchi sagte: „Wir sind überrascht, wie gut sich das Hautgewebe an die Oberfläche des Roboters anpasst.

„Aber diese Arbeit ist nur der erste Schritt zur Schaffung von Robotern, die mit lebender Haut bedeckt sind.

„Die entwickelte Haut ist viel schwächer als die natürliche Haut und kann ohne ständige Nährstoffversorgung und Abfallbeseitigung nicht lange überleben.“

Jetzt planen Takeuchi und sein Team, diese Probleme anzugehen und anspruchsvollere funktionelle Strukturen in die Haut einzubauen, wie sensorische Neuronen, Haarfollikel, Nägel und Schweißdrüsen.

Er fügte hinzu: „Ich denke, lebende Haut ist die ultimative Lösung, um Robotern das Aussehen und die Haptik von Lebewesen zu verleihen, da es genau das gleiche Material ist, das Tierkörper bedeckt.“

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Matter veröffentlicht.

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