Der Albtraum von „Painted Skin“ wird wahr? Dieser Roboter mit „menschlicher Haut“ erschien im Cell-Untermagazin

​Stellen Sie sich einen Finger vor, der sanft und langsam über Ihren Rücken gleitet, Ihre Wirbelsäule hinauffährt und dann langsam anhält...

Sie verspüren ein leichtes Jucken, aber zu diesem Zeitpunkt sind Sie noch nicht vollständig aus dem Schlaf aufgewacht.

Du hast schläfrig die Augen halb geöffnet und spürst die leichte Kälte im Rücken.

Gerade als du dich am frühen Morgen umdrehtest, um zu sehen, wer neben dir war...

"***!"

Du hast geschrien und bist weggerollt. Du bist aus dem Bett gekrochen und Sie waren schockiert, als Sie feststellten, dass die Person, die mit Ihnen das Bett teilte, ein Roboter war!

Sie sind misstrauisch und fragen sich, wie dieser Roboter Sie wie einen Menschen berühren kann.

Man schaut genauer hin und stellt fest, dass dieser Roboter tatsächlich in eine Schicht menschlicher Haut gehüllt ist...

Moment, was ist das...

Apropos menschliche Haut, sie hat etwas mit Horror zu tun.

Das einzige Wort, das mit menschlicher Haut beginnt, das mir in den Sinn kommt, ist die Geschichte von „menschlicher Haut“ im Roman „Zehn Todsünden“.

Ich erinnere mich, als ich es zum ersten Mal sah, war ich in der Mittelschule, es war also ein Schatten meiner Kindheit.

Als ich also von Fingern aus menschlicher Haut hörte, musste ich in meinem Herzen zittern.

Kürzlich präsentierte eine Gruppe japanischer Wissenschaftler in Cells Untermagazin Matter einen mit „Haut“ bedeckten Roboterfinger. Man sagt, dass sich diese „Haut“ sehr ähnlich wie die menschliche Haut anfühlt.

Professor Takeuchi erklärte bescheiden, dass die Haut noch nicht vollständig sei, da ihr Funktionen wie Neuronen, Haarfollikel, Nägel und Schweißdrüsen fehlen.

Aber von der Textur her ist es mehr als eineinhalb Sterne besser als Silikon!

Darüber hinaus hat diese „Haut“ zwei sehr wichtige Eigenschaften: Sie kann sich selbst heilen und sie kann wasserdicht sein.

Das bedeutet, dass die am Roboter befestigte „Haut“ wie normale menschliche Haut ihre eigenen Wunden und Schürfwunden reparieren kann.

Link zum Papier: https://www.cell.com/matter/pdfExtended/S2590-2385(22)00239-9

Jetzt ist es an der Zeit, Ihre Neugier zu befriedigen.

Wenn Sie das Bild unten sehen, was ist Ihre erste Reaktion?

Stellen Sie sich nun vor, dass dieser Finger Ihr eigener ist und Wissenschaftler vorsichtig mit einer Pinzette die Hautoberfläche ein wenig anheben ...

Wenn Sie sich unwohl fühlen, bedeutet das, dass dieses Ding das kann Du fühlst dich wirklich besser, wenn du an menschliche Finger denkst.

Bei genauem Hinsehen sieht der von der Pinzette aufgenommene Teil sehr elastisch und kristallklar aus, ein bisschen wie die Haut von Garnelenknödeln.

Was den praktischen Teil betrifft: Erstens kann man die menschliche Haut definitiv nicht abziehen und an Metall binden, das wäre eine reine Horrorgeschichte.

Erinnerst du dich noch an das, was ich gerade gesagt habe, die Textur kommt der menschlichen Haut nahe?

Jetzt verrate ich Ihnen den Grund:

Weil es aus echten, lebenden menschlichen Hautzellen hergestellt wird.

Apropos: Erwägt das japanische Team wirklich nicht, es in „Säulenindustrien“ einzusetzen?

Mit „menschlicher Haut“ bedeckte Roboter

Um menschenähnliche Haut zu kultivieren, verwendeten Professor Takeuchi und sein Team zwei Schlüsselkomponenten, aus denen die menschliche Dermis besteht: Kollagen und dermale Fibroblasten.

Davon ist Kollagen ein Protein, das der Haut Struktur und Elastizität verleiht, während dermale Fibroblasten eine Rolle bei der Wundreparatur spielen.

Als das Team den Roboterfinger in eine Lösung mit diesen beiden Inhaltsstoffen tauchte, schrumpfte die Mischung aus Kollagen und Fibroblasten um den mechanischen Finger und wickelte ihn fest ein, wodurch die erste Hautschicht entstand.

Bei der Herstellung der zweiten Hautschicht ersetzten die Forscher Fibroblasten durch Keratinozyten, die die wichtigsten Zellbestandteile der Epidermis sind und 90 % der menschlichen Epidermiszellen ausmachen. Später haften Keratinozyten nach und nach an der darunter liegenden Fibroblastenschicht.

An diesem Punkt ist die Haut des mechanischen Fingers fertig.

In den folgenden Tests stellten die Forscher fest, dass die künstliche „Haut“ eine sehr gute Elastizität aufweist und sich bei der Bewegung der Roboterfinger dehnen und knittern kann.

Die Forscher gingen noch einen Schritt weiter und testeten den Grad der Wasserabstoßung der „Haut“.

Die Methode ist auch sehr einfach: Legen Sie einfach eine Perle aus Polystyrolschaum vor Ihren Finger und prüfen Sie, ob sie abprallen kann.

Obwohl es sich nur um eine unauffällige Perle handelt, ist es für feuchte Epidermis eine sehr schwierige Herausforderung.

Denn im Allgemeinen haften Styroporperlen leicht an der Oberfläche des Roboters.

Aber in diesem Fall haben die Finger die Perle erfolgreich weggeschnippt und bestätigt, dass ihre Haut genauso wasserabweisend ist wie unsere eigene.

Obwohl der Instrumentenfinger, der mit einer anderen Art von Haut bedeckt war, sein Bestes gab, blieb der fiese Wulst im Gegensatz dazu nach mehreren Versuchen, ihn zu schnippen, schließlich an der Fingerspitze hängen.

Der letzte Test besteht darin herauszufinden, ob die Haut sich selbst heilen kann.

Die Forscher schnitten zunächst mit einem Skalpell einen kleinen Schnitt in das Mittelgelenk des Roboters und verbanden ihn dann mit einem Kollagenverband, einer gängigen Methode zur Behandlung echter Wunden.

Nach einer Woche in einer Petrischale hatte sich der Kollagenverband in die Haut verformt und blieb nach mehreren Gelenkbewegungen an Ort und Stelle.

Nach einer Reihe von Operationen lobte sogar Professor Takeuchi: „Wir waren schockiert über die Passung zwischen dem Hautgewebe und der Oberfläche des Roboters.“

Robotersimulation? Sehr wichtig

Aber warum umhüllen diese japanischen Wissenschaftler die Finger des Roboters mit menschlicher Haut?

Ist es wirklich... untätig?

Tatsächlich ist es für Robotikexperten sehr wichtig, Roboter immer mehr wie Menschen zu machen. Es kann sogar als eines ihrer Hauptziele bezeichnet werden.

Nicole Robinson, eine Expertin für Mensch-Computer-Interaktion an der Monash University, sagte, dass die Verleihung menschlicher Eigenschaften an Roboter nicht nur dazu führt, dass sie äußerlich eher mit Menschen verwandt aussehen, sondern auch die Sicherheit und Effizienz von Robotern bei der Erledigung von Aufgaben verbessert.

„Für Roboter ist es sehr wichtig, effektiv mit der menschlichen Welt zu interagieren.“

Ein Roboter mit einer menschenähnlichen Hand wird beispielsweise bei Greifaufgaben bessere Arbeit leisten.

Der Grund ist eigentlich ganz einfach. Das Ergreifen selbst ist etwas, was Menschen tun, und je mehr es einer menschlichen Hand ähnelt, desto besser.

Ein weiterer Grund ist, dass die Menschen, die mit diesen Robotern arbeiten, sicherer werden, wenn Roboter menschenähnlicher werden.

Professor Robinson sagte: „Auf diese Weise wird der Roboter keinen großen Schaden anrichten, wenn er versehentlich eine Person berührt.“

Darüber hinaus ist der aufregendste Teil der „menschlichen Haut“ ihre möglichen Anwendungen in anderen Bereichen als Robotern. beispielsweise die Gestaltung realistischer Prothesen oder die Behandlung von Patienten mit Verbrennungen.

Aus all den oben genannten Gründen arbeiten Robotikexperten unermüdlich an der Entwicklung humanoider Roboter.

Schauen Sie sich diesen Roboter an, Ameca, der letztes Jahr von Engineered Arts entwickelt wurde.

Tatsächlich ist es, ob es Ausdruck, Berührung oder was auch immer ist, alles das Ergebnis der Bemühungen von Wissenschaftlern.

Aber für Robotiker ist die Schaffung einer realistischen „Haut“ für Roboter eine große Herausforderung.

Obwohl weiche Materialien wie Silikon stark und flexibel genug sind, um sich den Bewegungen des Roboters anzupassen, gibt es für sie keine Möglichkeit, sich selbst zu reparieren, wenn sie versehentlich zerrissen werden.

Außerdem ist es schwierig, ein flaches Stück Silikon so zu bekommen, dass es wie angegossen in den gezackten Körper des Roboters passt.

Professor Takeuchi fügte außerdem hinzu: „Silikonhaut sieht auch nicht so echt aus. Die Silikonhüllen, die wir heute üblicherweise verwenden, sehen aus der Ferne oder auf Fotos oder Videos vielleicht echt aus. Aber wenn man wirklich näher herankommt, wird man es bemerken.“ Auf den ersten Blick erkennt man, dass es künstlich ist.“

Takeuchi scherzte: „Es bräuchte einen Schneider mit großen Fähigkeiten, um das Silikon so zuzuschneiden, dass es so aussieht.“

Wann können wir es also kaufen?

Juxi Leitner, ein Robotikexperte an der Monash University, sagte, dass aktuelle künstliche Haut nicht alle Bestandteile der menschlichen Haut, wie Unterhautgewebe und Blutgefäße, enthält.

Daher werden diese Häute nicht lange leben, wenn sie nicht weiterhin die Nährstoffe erhalten, die sie benötigen.

Um jedoch eine Roboterhaut mit sensorischen Neuronen, Haarfollikeln, Nägeln und Schweißdrüsen zu schaffen, haben Professor Takeuchi und sein Team begonnen, darüber nachzudenken, wie man ein „Kreislaufsystem“ in der Roboterhaut etablieren kann.

Natürlich müssen wir uns auf kurze Sicht keine Gedanken darüber machen, zu unterscheiden, wer ein Roboter und wer ein Mensch ist, wenn wir auf der Straße gehen.

Referenz:

https://www.abc.net.au/news/science/2022-06-10/robotic-finger-wrapped-with-living-human-skin- von -scientists/101129954#:~:text=A%20team%20of%20researchers%20in,help%20of%20a%20collagen%20bandage.

https://www.cnet.com/science/biology / Scientists-craft-living-skin-for-robots-made-of-human-cells/

https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(22)00239-9 ? _returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2590238522002399%3Fshowall%3Dtrue

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