Robotii viitorului ar putea fi acoperiti cu piele naturala, care se poate repara singura, într-un mod similar cu cel în care se vindeca pielea umana, datorita celulelor cutanate cultivate.
Pielea robotilor va avea, de asemenea, un aspect mai real datorita unei noi modalitati de atasare a acesteia pe scheletul robotului, precum si datorita faptului ca îsi poate repara singura orice taietura sau zgârietura – precizeaza autorii descoperirii, care au publicat rezultatele în revista Cell Reports Physical Science. Pielea artificiala a fost mult timp promovata ca o modalitate de a face robotii sa para mai umani, iar pielea cultivata pare mai naturala decât materialele sintetice precum latexul. Dar, fara o abordare adeziva adecvata, pielea artificiala se poate desprinde de pe rama unui robot într-un mod deranjant din punct de vedere vizual.
Cercetatorii din domeniul roboticii au încercat anterior sa rezolve problema caderii pielii artificiale de pe cadrul metalic prin fixarea acesteia cu „ancore” – structuri în forma de cârlig sau de ciuperca. Acest lucru împiedica pielea sa se deplaseze pe cadrul metalic al robotului, dar structurile adezive pot iesi în evidenta sub piele sub forma unor noduli inestetici, compromitând aspectul uman al acesteia.
În noul studiu, cercetatorii au initiat o metoda prin care scheletul robotului contine gauri minuscule în care pielea crescuta artificial poate extinde cârlige în forma literei V, cunoscute sub denumirea de „ancore de tip perforatie”. Acestea tin pielea artificiala lipita de robot, oferind vederii, în acelasi timp, o suprafata neteda si flexibila.
Realizarea unei pieli robotizate mai realiste
Pielea artificiala este asezata pe un robot tratat cu plasma din vapori de apa pentru a-l face hidrofil, pentru a se asigura ca lichidele sunt atrase de suprafata. Acest lucru înseamna ca gelul pielii cultivate este tras mai adânc în gauri pentru a se agata mai strâns de suprafata robotului.
Unul dintre principalele beneficii ale noii pieli este ca ar permite robotilor sa opereze alaturi de oameni fara a se confrunta cu o uzura nejustificata. Crapaturile mici sau defectiunile similare ar putea fi reparate fara a fi nevoie de repararea manuala a robotilor, precizeaza inventatorii. Totusi, acestia nu au masurat cât de repede se vindeca pielea artificiala dupa ce a suferit o deteriorare.
În cadrul unei demonstratii, cercetatorii au recreat modul în care pielea se schimba atunci când un om zâmbeste. Acest lucru a implicat conectarea pielii artificiale la fata robotica cu un strat glisant de silicon dedesubt. Acest lucru duce la „umflarea obrajilor”, deoarece muschii se încordeaza si determina pielea sa se ridice în fiecare colt al gurii. Cu ajutorul ancorelor de perforare, pielea se potriveste perfect matritei 3D a unei fete, fara aparitia de noduli sau deformari proeminente.
Cercetatorii au comparat, de asemenea, pielea artificiala aplicata pe o suprafata cu si fara ancore bazate pe perforatii. Pe suprafetele fara ancore, pielea s-a contractat cu pâna la 84,5% pe parcursul a sapte zile, comparativ cu doar 33,6% pe o suprafata cu ancore de un milimetru. Contractia pielii pe un robot ar separa pielea de cadrul interior al robotului, stricându-i aspectul realist si putând provoca deteriorarea stratului de piele. Pielea de pe suprafetele cu ancore mai mari de 3 mm si 5 mm a rezistat si mai mult, la 26,4% si, respectiv, 32,2%.
Androizi asemanatori oamenilor
Shoji Takeuchi, cercetator la Institutul de Stiinte Industriale (IIS), Universitatea din Tokyo si unul dintre inventatorii acestei pieli artificiale a declarat ca vor trebui parcursi înca multi pasi înainte ca robotii sa poata avea acest tip de învelis sintetic.
„În primul rând, trebuie sa îmbunatatim durabilitatea si longevitatea pielii cultivate atunci când este aplicata pe roboti, în special prin abordarea problemelor legate de aprovizionarea cu nutrienti si umiditate”, a spus el. „Acest lucru ar putea implica dezvoltarea unor vase de sânge integrate sau a altor sisteme de perfuzie în piele. În al doilea rând, îmbunatatirea rezistentei mecanice a pielii pentru a se apropia de nivelul de rezistenta a pielii umane naturale este cruciala. Acest lucru implica optimizarea structurii si concentratiei de colagen în cadrul pielii cultivate.”
Takeuchi a remarcat, de asemenea, ca, pentru a fi cu adevarat functionala, pielea artificiala va trebui în cele din urma sa transmita informatii senzoriale precum temperatura si atingerea oricarui robot care o poarta si sa fie rezistenta la contaminarea biologica.
Oamenii de stiinta au afirmat ca noi cercetari în acest domeniu ar putea contribui la o mai buna întelegere a modului în care muschii faciali transmit emotii – ceea ce, la rândul sau, ar putea conduce la descoperiri în domeniul chirurgiei pentru a trata afectiuni precum paralizia faciala sau pentru a extinde capacitatile cosmeticelor si ale chirurgiei ortopedice.
O mai buna întelegere a aderentei pielii artificiale ar putea preveni, de asemenea, necesitatea practicarii unor orificii în forma de V în viitoarele rame robotice.
GABRIEL TUDOR
Comentarii