Чтобы приучить человечество к роботам, японские учёные намерены наделить роботов человеческой кожей.
Роботы ещё не стали частью повседневности, но они уже уверенно входят в нашу жизнь.
Сегодня существуют роботы-сиделки, роботы-санитары, роботы-портье, роботы-официанты. И, по возможности, изобретатели стараются сделать их похожими на человека.
Недавно инженеры из Токийского университета разработали особый материал, обладающий текстурой, аналогичной человеческой коже. Описание новинки было опубликовано в журнале Matter.
Силикон не годится
В научно-фантастических фильмах роботов часто внешне невозможно отличить от живых людей, разве что их голос звучит слишком монотонно. Но понятно, что в кино роботов играют актёры. А как могут выглядеть настоящие человекоподобные роботы?
Увы, пока похвастаться особо нечем. В настоящее время кожа для человекообразных роботов традиционно изготавливается из силикона. Но силикон не может конкурировать с настоящей кожей, так как он не позволяет, скажем, воспроизводить мимику при общении. Когда вы общаетесь с таким роботом, его лицо будет оставаться неподвижным.
Это приводит к тому, что такие роботы воспринимаются только как имитация людей, а на некоторых, если судить по опросам, они даже производят отталкивающее впечатление — такая внешность просто "отбивает" желание иметь с ними дело. Некоторые опрошенные даже заявили, что предпочли бы контактировать с "железками", но только не с роботами, имитирующими людей.
Помимо отсутствия мимики, искусственная кожа, разумеется, не обладает свойством потоотделения, а при повреждении она не способна к самовосстановлению. Также силикон сложно приспособить к динамическим объектам с неровной поверхностью.
Самозаживляющаяся и водоотталкивающая
Для того, чтобы создать материал нужной структуры, специалисты сначала погрузили палец робота в раствор, состоящий из коллагена и дермальных фибробластов человека. Как известно, именно за счёт коллагена наша кожа сохраняет свойства упругости и эластичности, а фибробласты участвуют в росте волос и заживлении ран на коже.
Погружение в смесь использовали для того, чтобы искусственная кожа естественным образом плотно сжималась вокруг фурнитуры, обеспечивая однородную основу для следующего слоя, представляющего собой эпидермальные кератиноциты. Последние составляют 90% внешнего слоя человеческой кожи и обеспечивают влагоудерживающие барьерные свойства.
Новая кожа обладала достаточной прочностью и эластичностью, чтобы избежать повреждений, когда палец робота сгибался и растягивался. Достаточно плотный внешний слой можно было легко поднять при помощи пинцета, а любые раны легко заживали под коллагеновой "повязкой". Со временем коллагеновый слой срастался с "кожей", выдерживая многократные движения суставов.
Также обнаружилось, что кожа на пальце робота преспокойно отталкивает воду. Это означает, что статически заряженные полистироловые упаковочные шарики не могут к ней прилипнуть в условиях влажности.
Ещё и экономия ресурсов
- "Я думаю, что живая кожа — это идеальное решение, позволяющее придать роботам внешний вид и осязание живых существ, поскольку это точно такой же материал, который покрывает тела животных", — заявил ведущий автор разработки Сёдзи Такеучи. — "Мы удивлены тем, насколько хорошо ткань кожи соответствует поверхности робота. Но эта работа — лишь первый шаг к созданию роботов, покрытых живой кожей".
По словам Такеучи, необходимы дальнейшие разработки, которые позволят в перспективе повысить прочность искусственной кожи. В идеале, её надо "научить" в течение длительных периодов времени обходиться без снабжения питательными веществами и удаления отходов. "Долгоиграющая" кожа поможет сэкономить время, силы и другие ресурсы, необходимые для обслуживания механизмов.
20.07.2022