

即使在行业取得了长足进步之后,人形机器人仍然停留在“恐怖谷”之中。虽然日本团队新开发的实验室培育皮肤可能不会减轻机器人的诡异感,但它有一天可能会成为美容手术和其他医疗程序的有用医疗工具。
正如 6 月 25 日发表在《Cell Reports Physical Science》上的一项研究所述,东京大学的工程师们开发了一种方法,可以将从人类细胞培养而来的生物工程皮肤粘附到任何形状的表面上。现有方法通常依赖微型锚和挂钩将类似组织连接到表面,这限制了它们的效用,并且在运动过程中容易损坏。
然而,在这项研究中,研究人员在他们实验室培育的皮肤上制造了微小的 V 形穿孔,使其极具柔韧性,然后涂抹了胶原蛋白凝胶。虽然凝胶的粘度通常会阻止其渗入微小切口,但工程师们使用了通常用于塑料粘合过程的水蒸气等离子处理。这使得皮肤更具亲水性,从而使胶原蛋白能够渗入穿孔,像韧带一样将皮肤与其下表面结合。

“通过模仿人类皮肤-韧带结构并使用特制的 V 形穿孔,我们找到了将皮肤连接到复杂结构的方法,”通讯作者、机电一体化信息学教授 Shoji Takeuichi 在一份声明中说道。“皮肤的天然柔韧性和强大的粘合方法意味着皮肤可以随着机器人的机械部件一起移动,而不会撕裂或剥落。”
但即使其粘附性有所提高,那种粘腻的光泽也不仅仅是有点恶心——这对实验室培育的皮肤来说可能是灾难性的。
“在开发过程中操纵柔软、湿润的生物组织比非该领域人士想象的要困难得多。例如,如果不能保持无菌,细菌就会进入,组织就会死亡,”Takeuichi 继续说道。但现在他们能够成功做到这一点,“活体皮肤可以为机器人带来一系列新的能力。”
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为了展示他们的新技术,该团队将他们的活体皮肤层连接到了一个人类面部 3D 模型以及一个带有机器人执行器的小型 2D“面部”。皮肤不仅有效地粘附在人头的圆形特征上,而且在执行器模仿出粗略的微笑表情时,它还能承受住操纵。
Takeuichi 自己承认,这种光滑的皮肤“在一定程度上成功复制了人类的外观”,但这并不是他们团队设计的重点。将他们的技术比作创建“芯片上的器官”,未来的“芯片上的面部”可能会为皮肤老化、整形和重建手术以及化妆品的研究提供新的途径。如果与嵌入式传感器配对,新一代机器人将能够更好地感知环境。
展望未来,Takeuichi 和他的合作者希望增加开发表面皱纹和更厚表皮的能力,以创造更像人类的例子。但如果你觉得实验室培育的机器人皮肤本身就足够令人不安了,那最好做好心理准备。
Takeuichi 说:“我们相信,通过整合汗腺、皮脂腺、毛孔、血管、脂肪和神经,可以实现更厚、更逼真的皮肤。”这一切是否是人类或机器人可以欣然接受的,还有待观察。