皮膚組織を固体表面に取り付けるこれまでの方法には、ミニアンカーやフックなどが含まれていました。
日本の科学者は、ロボットに人間の顔を作成する方法を発見しました。 生きた肌 よりリアルな笑顔やその他の表情を実現します。 研究者らは、人工皮膚組織を人型ロボットの複雑な形状に取り付ける方法を発見した。 これにより、 ロボットプラットフォームの潜在的な利点可動性の向上、自己修復能力、内蔵の感知機能、ますます現実的な外観などです。
人間の皮膚の靭帯からインスピレーションを受け、教授率いるチームは 東京大学の竹内祥二氏には、ロボットの顔に特別な穴があり、皮膚の層が付着するのに役立ちました。 彼らの研究は、化粧品業界で役立ち、形成外科医の訓練に役立つ可能性があります。 細胞が物理科学を報告する。
竹内氏は、生物学と機械工学が融合するバイオハイブリッド ロボット工学分野の先駆者です。 これまで彼の研究室では、 バイオハイブリッドシステム研究室 は、生体筋肉組織、3D の研究室で栽培された肉、治癒可能な人工皮膚などを使用してミニ歩行ロボットを作成しました。 竹内が次のようなアイデアをもたらす必要性を感じたのは、これらの要素の後者についての研究中にでした。 ロボットスキン さらにその特性と機能を向上させます。
「私たちの研究室で人工皮膚組織で覆われた指型ロボットに関する以前の研究中に、ロボットの特徴とロボットの特徴の間のより良い接着の必要性を感じました。 皮膚の皮下構造と竹内さんは言いました。 「人間の皮膚と靭帯の構造を模倣し、固体材料に特別に設計された V 字型の穴を使用することで、皮膚を複雑な構造に取り付ける方法を発見しました。 「皮膚の自然な柔軟性と強力な接着方法により、皮膚が破れたり剥がれたりすることなく、ロボットの機械コンポーネントと一緒に動くことができます。」
皮膚組織を固体表面に取り付けるこれまでの方法には、ミニフォーマーやフックなどのものが含まれていましたが、これらは皮膚を覆うことができる表面の種類が限られており、移動中に損傷を引き起こす可能性がありました。 小さな穴を慎重に設計することにより、レザーはほぼあらゆる形状の表面に貼り付けることができます。 そして研究チームが使用したトリックは、接着に特別なコラーゲンゲルを使用することでした自然に粘性があるため、小さな穴を貫通するのが困難になります。 しかし、プラズマ処理と呼ばれるプラスチック接着の一般的な技術を使用することで、皮膚を問題の表面に近づけたまま、コラーゲンをピアスの微細構造に引き付けることができました。
「開発プロセス中に柔らかく湿った生体組織を扱うことは、専門外の人々が考えているよりもはるかに困難です。 たとえば、無菌性が維持されていない場合、細菌が侵入して組織が死んでしまう可能性があります」と竹内氏は説明します。 「しかし、これができるようになったことで、生きた皮膚はさまざまな新しい機能を提供できるようになりました。 ロボットのスキル。 自己修復は重要です。一部の化学物質は自己修復するように作成できますが、熱、圧力、その他の信号などのトリガーが必要で、細胞のように増殖することもありません。 生物学的な皮膚は私たちのような小さな裂傷を修復し、神経や他の皮膚器官をセンシングなどに使用するために追加することができます。
ただし、この研究はこの点を証明するためだけに行われたわけではありません。 竹内氏と彼の研究室は、医学研究のいくつかの分野に役立つ可能性のあるこのアプリケーションの目標を念頭に置いています。 チップ上の臓器というアイデアは特に新しいものではなく、医薬品開発などの分野で使用されていますが、チップ上の顔のようなものは脳の研究に役立つ可能性があります。 皮膚の老化、化粧品、外科手術、形成外科 そしてさらに。 さらに、センサーを組み込むことができれば、ロボットに環境認識能力を高め、インタラクティブ機能を向上させることができます。
今回の研究では、人間と同じ表面素材と構造で顔を作成することで、人間の外観をある程度再現することに成功した。 「しかも、このおかげで 調査より人間らしい外観を実現するには、表面のシワや表皮を厚くする必要性など、新たな課題を特定しました」と竹内氏は言います。
「私たちは、汗腺、油腺、毛穴、血管、脂肪、神経を組み込むことで、より厚く、よりリアルな皮膚を作成できると信じています。 もちろん、ハードウェアだけでなく動きも重要な要素ですので、もう一つの重要な課題があります。 人間的な表現を作成する 洗練されたアクチュエーターや筋肉をロボットに統合することによって。 「自分自身を癒し、周囲をより正確に感知し、人間の器用さでタスクを実行できるロボットを作成することは、信じられないほどモチベーションが高く、可能です。」
