Ρομποτικό εργαστήριο αυτοθεραπευόμενου ανθρώπινου δέρματος

Ακόμη και μετά από σημαντικές προόδους της βιομηχανίας, τα ανθρωποειδή ρομπότ παραμένουν σταθερά μέσα στην παράξενη κοιλάδα. Και παρόλο που το νέο εργαστηριακά σχεδιασμένο δέρμα μιας ιαπωνικής ομάδας μπορεί να μην μειώνει την ανατριχιαστική αίσθηση ενός bot, μπορεί μια μέρα να γίνει ένα χρήσιμο ιατρικό εργαλείο για αισθητικές επεμβάσεις και άλλες ιατρικές επεμβάσεις.

Όπως αναφέρεται λεπτομερώς σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 25 Ιουνίου στο


Cell Reports Physical Science


, μηχανικοί στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο ανέπτυξαν μια μέθοδο για την προσκόλληση βιοτεχνικού δέρματος που έχει αναπτυχθεί από ανθρώπινα κύτταρα σε οποιοδήποτε σχήμα επιφάνειας. Οι υπάρχουσες προσεγγίσεις βασίζονται συχνά σε μικροσκοπικές άγκυρες και γάντζους για την προσάρτηση παρόμοιων ιστών σε επιφάνειες, οι οποίες περιορίζουν τη χρησιμότητά τους και τις καθιστούν εύκολα επιρρεπείς σε ζημιές κατά τη διάρκεια της κίνησης.

Σε αυτή την περίπτωση, ωστόσο, οι ερευνητές δημιούργησαν μικροσκοπικές διατρήσεις σε σχήμα V στο δέρμα τους που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο για να το κάνουν εξαιρετικά εύκαμπτο και στη συνέχεια έβαλαν ένα τζελ κολλαγόνου. Ενώ το ιξώδες του τζελ κανονικά θα το εμπόδιζε να εισχωρήσει στις μικροσκοπικές τομές, οι μηχανικοί χρησιμοποίησαν αυτό που είναι γνωστό ως

θεραπεία

πλάσματος με βάση τους υδρατμούς που συνήθως χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια των διαδικασιών πλαστικής πρόσφυσης. Αυτό έκανε το δέρμα πιο υδρόφιλο, επιτρέποντας στο κολλαγόνο να εισχωρήσει στις παραστάσεις και να δεσμεύσει το δέρμα στην υποκείμενη επιφάνειά του, όπως οι σύνδεσμοι.

«Μιμούμενοι δομές ανθρώπινου δέρματος-συνδέσμου και χρησιμοποιώντας ειδικά κατασκευασμένες διατρήσεις σε σχήμα V σε στερεά υλικά, βρήκαμε έναν τρόπο να δεσμεύουμε το δέρμα σε πολύπλοκες δομές», ο αντίστοιχος συγγραφέας και καθηγητής μηχανικής-πληροφορικής Shoji Takeuichi.

είπε σε δήλωση

. «Η φυσική ευκαμψία του δέρματος και η ισχυρή μέθοδος πρόσφυσης σημαίνουν ότι το δέρμα μπορεί να κινείται με τα μηχανικά εξαρτήματα του ρομπότ χωρίς να σχίζεται ή να ξεφλουδίζει».

Αλλά ακόμη και με τη βελτιωμένη κολλώδη του, αυτή η γλοιώδης γυαλάδα είναι κάτι περισσότερο από λίγο ακαθάριστη – είναι δυνητικά καταστροφική για το δέρμα που έχει σχεδιαστεί από εργαστήριο.

«Ο χειρισμός των μαλακών, υγρών βιολογικών ιστών κατά τη διάρκεια της διαδικασίας

ανάπτυξη

ς είναι πολύ πιο δύσκολος από ό,τι πιστεύουν οι άνθρωποι έξω από το πεδίο. Για παράδειγμα, εάν δεν διατηρηθεί η στειρότητα, τα βακτήρια μπορούν να εισέλθουν και ο ιστός θα πεθάνει», συνέχισε ο Takeuichi. Τώρα που μπορούν να το κάνουν με επιτυχία, ωστόσο, «το ζωντανό δέρμα μπορεί να φέρει μια σειρά από νέες ικανότητες στα ρομπότ».

[Related:


Watch a robot hand only use its ‘skin’ to feel and grab objects


.]

Για να επιδείξουν τη νέα τεχνική τους, η ομάδα προσάρτησε τα ζωντανά στρώματα του δέρματος σε ένα τρισδιάστατο

μοντέλο

προσώπου ενός ανθρώπου, καθώς και ένα μικρό, 2D «πρόσωπο» με ρομποτικούς ενεργοποιητές. Όχι μόνο το δέρμα προσκολλήθηκε αποτελεσματικά στα στρογγυλεμένα χαρακτηριστικά ενός ανθρώπινου κεφαλιού, αλλά άντεξε στους χειρισμούς χρησιμοποιώντας τους ενεργοποιητές καθώς σχημάτιζαν ένα υποτυπώδες, χαμογελαστό πρόσωπο.

Σύμφωνα με την παραδοχή του Takeuichi, το λείο δέρμα «κατάφερε να αναπαράγει την ανθρώπινη εμφάνιση σε κάποιο βαθμό», αλλά αυτό δεν είναι το κύριο σημείο του σχεδιασμού της ομάδας τους. Παρομοιάζοντας την τεχνική τους με τη δημιουργία ενός οργάνου σε ένα τσιπ, ένα μελλοντικό πρόσωπο σε τσιπ μπορεί να προσφέρει νέους δρόμους για την έρευνα για τη γήρανση του δέρματος, την πλαστική και

επα

νορθωτική χειρουργική, καθώς και τα καλλυντικά. Εάν συνδυαστεί με ενσωματωμένους αισθητήρες, μια νέα γενιά ρομπότ θα μπορούσε να περιλαμβάνει καλύτερη περιβαλλοντική ευαισθητοποίηση.

Προχωρώντας προς τα εμπρός, ο Takeuichi και οι συνεργάτες του θέλουν να προσθέσουν την ικανότητα να αναπτύσσουν επιφανειακές ρυτίδες και μια παχύτερη επιδερμίδα για να δημιουργήσουν ένα πιο ανθρωποειδές παράδειγμα. Αλλά αν πιστεύετε ότι το δέρμα του ρομπότ που έχει αναπτυχθεί στο εργαστήριο είναι αρκετά δυσάρεστο από μόνο του, ίσως είναι καλύτερο να προετοιμαστείτε.

«Πιστεύουμε ότι η δημιουργία ενός παχύτερου και πιο ρεαλιστικού δέρματος μπορεί να επιτευχθεί με την ενσωμάτωση ιδρωτοποιών αδένων, σμηγματογόνων αδένων, πόρων, αιμοφόρων αγγείων, λίπους και νεύρων», δήλωσε ο Takeuichi. Το αν όλα αυτά είναι κάτι για να χαμογελάσει ένας άνθρωπος ή ένα ρομπότ, μένει να φανεί.