Výzkumný tým z Tokijské univerzity, Harvardské univerzity a Mezinárodního výzkumného centra pro neurointeligenci představil revoluční techniku tvorby živé robotické kůže pomocí lidských kožních buněk. Tento průlomový projekt vedl k vytvoření malého robotického obličeje, který je schopen se usmívat díky pokrytí vrstvou růžové živé tkáně.

Výhody živé kožní tkáně zahrnují nejen flexibilitu, která umožňuje vyjadřování emocí, ale také schopnost potenciálního samoléčení. „S rozvojem sociálních robotů je klíčové, aby materiály použité pro jejich pokrytí měly přirozené funkce jako je samoléčení,“ uvedli vědci ve své studii.

Metoda a materiály

Studie, kterou autoři Shoji Takeuchi, Michio Kawai, Minghao Nie a Haruka Oda publikují v červenci v Cell Reports Physical Science, popisuje novou metodu připojení kultivované kůže k robotickým povrchům pomocí perforovaných kotev inspirovaných přirozenými kožními vazy. Tyto drobné V-čkové dutiny ve struktuře robota umožňují živé tkáni proniknout a vytvořit pevné spojení, podobně jako lidská kůže přilne k podkožním tkáním.

Pro demonstraci této technologie vytvořili vědci robotický obličej o velikosti dlaně, který dokáže přesvědčivě simulovat úsměv. Aktuátory připojené k základně umožňují pohyb obličeje, což způsobuje, že se živá kůže ohýbá. Kromě toho vědci pokryli 3D vytištěný statický model hlavy umělou kůží.

Postup výroby a použití buněk

Vědci začali 3D tiskem pryskyřicové základny s perforovanými kotevmi, do které poté aplikovali směs lidských kožních buněk v kolagenovém lešení. Tyto buňky, normální lidské dermální fibroblasty (NHDF) a normální lidské epidermální keratinocyty (NHEK), byly komerčně zakoupeny od společnosti PromoCell GmbH a pocházely z různých dárců. Fibroblasty tvoří pojivovou tkáň, zatímco keratinocyty jsou hlavní buněčný typ epidermis.

Zdroj: YouTube

Buňky byly kultivovány ve specializovaných růstových médiích, která byla pravidelně obměňována každé dva dny, aby se udržely živé a zdravé. Tento proces zajistil, že buňky měly potřebné živiny pro růst a tvorbu živé vrstvy kůže.

Etické otázky a budoucí aplikace

Použití živých lidských kožních buněk přináší etické otázky, avšak vědci zdůrazňují potenciál této technologie pro zlepšení komunikace mezi člověkem a robotem, stejně jako pro pokroky v tkáňovém inženýrství. Věří, že jejich metody budou užitečné nejen v robotice, ale také v rekonstrukční medicíně a testování léků. Možnost kultivace umělých vrstev kůže by mohla eliminovat potřebu testování na skutečných lidských subjektech.

Navíc vědci doufají, že tato technologie najde uplatnění v kosmetickém průmyslu. Pozorování tvorby výrazových linií na usměvavém robotickém obličeji poskytuje analogii k lidským vráskám, což by mohlo přinést nové poznatky pro vývoj kosmetických přípravků.

Výzvy a budoucí směry

Přestože tato technologie přináší mnoho příslibů, vědci varují před přetrvávajícími výzvami. Současná verze živé kůže postrádá smyslové schopnosti a vyžaduje nepřetržitý přísun živin, což omezuje její životnost na čerstvém vzduchu. Tým plánuje další výzkum s cílem integrovat nové mechanismy, které by prodloužily životnost této kůže.

S pokračujícím vývojem by živá robotická kůže mohla představovat pokročilé obaly strojů, které jsou nejen funkční, ale i biologicky aktivní. Tato technologie má potenciál změnit budoucnost robotiky, medicíny a kosmetiky, a přinést tak nové možnosti pro interakci mezi lidmi a technologiemi.