دانشمندان بهتازگی روشی را ابداع کردهاند که پوست انسان زنده را به صورت رباتها متصل میکند. این فناوری میتواند کاربردهای ارزشمندی به دنبال داشته باشد.
به گزارش تکناک، دو سال قبل، پروفسور شوجی تاکئوچی و همکارانش در دانشگاه توکیو با موفقیت یک انگشت رباتیک موتوردار را با یک پوست مهندسیشده از سلولهای زندۀ انسان، پوشاندند.
امید بود که این کار نه تنها راه را برای رباتهای اندرویدی واقعیتر، بلکه برای رباتهایی با پوششهای حساس به لمس و خوددرمانی باز کند. این فناوری میتواند در آزمایش لوازم آرایشی و آموزش جراحان پلاستیک نیز مورد استفاده قرار گیرد.
در حالی که انگشت پوشاندهشده با پوست به طور قطع یک دستاورد چشمگیر بود، امّا پوست به هیچ وجه به انگشت زیرین اتصال نداشت و در واقع یک غلاف کوچک و متناسب را شامل میشد که انگشت را پوشانده بود. در مقابل، پوست طبیعی انسان توسط رباطها به بافت ماهیچهای زیرین متصل است. این موضوع به ما امکان میدهد حالات مختلف صورت خود را به نمایش بگذاریم. علاوه بر این، با حرکت در کنار بافت زیرین، پوست ما با جمع شدن مانع حرکت نمیشود. به همین دلیل، احتمال کمتری دارد که با گیر کردن اشیای خارجی آسیب ببیند.
دانشمندان قبلاً تلاش کرده بودند تا پوست مهندسیشده را به سطوح مصنوعی متصل کنند و این کار را اغلب از طریق قلابهای کوچک و تیزی که از آن سطوح بیرون زدهاند، انجام میدادند، امّا این قلابهای تیز از پوست خارج شده و باعث میشوند پوست صاف به نظر نرسد. همچنین در سطوح مقعر نیز به خوبی عمل نمیکنند، چرا که به سمت وسط خمیده میشوند.
با در نظر گرفتن چنین محدودیتهایی، تاکئوچی و گروهش به تازگی یک سیستم جدید برای پوشاندن پوست بر روی رباتها استفاده کردند و یک سری سوراخهای V شکل کوچک را در سطح مصنوعی توسعه دادند.
دانشمندان یک قالب برای صورت انسان ایجاد کردند، که مجموعهای از این سوراخها را در خود جای داده بود، سپس آن قالب را با ژلی متشکل از کلاژن و فیبروبلاستهای پوستی انسانی پوشاندند. فیبروبلاستها سلولهایی هستند که مسئولیت تولید بافت همبند در پوست را دارند.
مقداری از ژل به داخل سوراخها جریان مییابد، در حالی که باقی آن بر روی سطح قالب میماند. ژل پس از هفت روز کشت، به صورت پوششی از پوست انسان شکل گرفت که بهطور ایمن از طریق بافت درون سوراخها به قالب چسبیده بود.
در آزمایش دوم، سوراخهایی در بستر لاستیکی سیلیکونی ایجاد شد، که سپس ژل بر روی آن اعمال گردید و اجازۀ کشت را داد. نتیجۀ نهایی یک چهرۀ ساده از پوست انسان بود که میتوان با حرکت دادن دو میلۀ متصل به بستر، لبخند زد.
البته قبل از اینکه بتوان از این فناوری در رباتهای واقعی استفاده کرد، هنوز کارهایی باید انجام شود.
تاکئوچی در این باره گفت: ما معتقد هستیم که ایجاد پوستی ضخیمتر و واقعیتر را میتوان با ترکیب غدد عرق، غدد چربی، منافذ، عروق خونی، چربی و اعصاب به دست آورد. البته نه فقط مواد بلکه حرکت نیز یک عامل مهم است، بنابراین ایجاد طیفی از حالتها مشابه حالتهای چهرۀ انسان با ادغام عملگرهای پیچیدۀ مشابه عضلات در ربات، هدف بعدی ما است.
مقالهای در مورد این تحقیق به تازگی در مجلۀ Cell Reports Physical Science منتشر شده است.
