Nga qelizat e gjalla të lëkurës, shkencëtarët kanë krijuar një fytyrë robotike që mund të imitojë njerëzit

Studiuesit në Universitetin e Tokios thanë se zbulimi do të hapte derën për zhvillimin e robotëve humanoidë më realistë me lëvizshmëri dhe ndjeshmëri më të madhe.

Robotët e së ardhmes mund të mbështillen me lëkurë të gjallë që mund të riparojë veten, ngjashëm me mënyrën se si lëkura e njeriut shërohet, falë një qasjeje të re që përfshin qelizat e kultivuara të lëkurës.

Lëkura gjithashtu do të duket më e gjallë falë një mënyre të re të lidhjes me skeletin e robotit, si dhe faktit që ai mund të riparojë vetë çdo prerje apo gërvishtje, thanë studiuesit. Ata publikuan gjetjet e tyre në revistën Cell Reports Physical Science.

Lëkura artificiale është shpallur prej kohësh si një mënyrë për t’i bërë robotët të duken më njerëzorë – dhe lëkura e kultivuar duket më realiste sesa materialet sintetike si lateksi. Por pa llojin e duhur të qasjes ngjitëse, lëkura artificiale mund të shkëputet nga korniza e robotit në një mënyrë vizualisht shqetësuese.

Studiuesit e robotikës janë përpjekur më parë të zgjidhin problemin e rënies së lëkurës artificiale nga një kornizë metalike duke e fiksuar atë me “spiranca”, struktura me varëse ose në formë kërpudhash. Kjo parandalon që lëkura në majë të kornizës së robotit të zhvendoset, por strukturat ngjitëse mund të dalin si gunga nën lëkurë – duke kompromentuar pamjen e saj si njeriu.

Në studimin e ri, studiuesit filluan një metodë në të cilën skeleti i robotit përmban vrima të vogla në të cilat lëkura e rritur artificialisht mund të zgjasë grepa në formë V të njohur si “spirancat e tipit të stërvitjes”. Ata e mbajnë lëkurën artificiale të ngjitur me robotin duke ruajtur një sipërfaqe të lëmuar dhe fleksibël.

Lëkura artificiale është e veshur mbi robotin e trajtuar me plazmë të avullit të ujit për ta bërë atë hidrofile – me fjalë të tjera, për të siguruar që lëngjet tërhiqen në sipërfaqe. Kjo do të thotë që xheli i kultivuar i lëkurës tërhiqet më thellë në vrima për t’u ngjitur më afër sipërfaqes së robotit.

Një nga përfitimet kryesore të kësaj lëkure të re është se do të lejojë robotët të punojnë së bashku me njerëzit pa përjetuar konsumim të panevojshëm. Dëmtimi i vogël ose dëmtimi i ngjashëm mund të riparohen pa pasur nevojë të riparohen manualisht robotët, tha ekipi. Megjithatë, ata nuk matën se sa shpejt u shërua lëkura artificiale pas lëndimit.

Në një demonstrim, studiuesit rikrijuan mënyrën se si lëkura ndryshon kur një person buzëqesh. Kjo përfshinte lidhjen e lëkurës artificiale në fytyrën robotike me një shtresë rrëshqitëse silikoni poshtë. Kjo çon në “varje të faqeve” pasi muskujt shtrëngohen dhe bëjnë që lëkura të shtyhet lart në çdo cep të gojës. Me fiksuesit e stërvitjes, lëkura mund të përshtatet pa probleme në kallëpin e fytyrës 3D, pa vida ose grepa të dalë.

Studiuesit krahasuan gjithashtu lëkurën artificiale të aplikuar në një sipërfaqe me dhe pa spiranca të bazuara në perforim. Në sipërfaqet pa spiranca, lëkura u tkurr me 84.5% gjatë shtatë ditëve, krahasuar me 33.6% në një sipërfaqe me spiranca 0.04 inç (1 milimetër). Tkurrja e lëkurës së robotit do ta ndante lëkurën nga korniza e brendshme e robotit, duke shkatërruar pamjen e saj realiste dhe duke shkaktuar potencialisht dëmtim në shtresën e lëkurës. Lëkura në sipërfaqe me spiranca më të mëdha prej 0,1 inç (3 mm) dhe 0,2 inç (5 mm) zgjati edhe më shumë, përkatësisht 26,4% dhe 32,2%.

Shoji Takeuchi, një studiues në Institutin e Shkencave Industriale (IIS), Universiteti i Tokios, tha për Live Science se do të duheshin ende disa hapa përpara se robotët të mund të kenë lëkurë potencialisht duke përdorur metodat e ekipit.

“Së pari, ne duhet të rrisim qëndrueshmërinë dhe jetëgjatësinë e lëkurës së kultivuar kur aplikohet te robotët, veçanërisht duke adresuar çështjet që lidhen me furnizimin me lëndë ushqyese dhe lagështi,” tha ai. “Kjo mund të përfshijë zhvillimin e enëve të gjakut të integruara ose sistemeve të tjera të perfuzionit në lëkurë.”

“Së dyti, është thelbësore të përmirësohet forca mekanike e lëkurës në përputhje me atë të lëkurës natyrale të njeriut. Kjo përfshin optimizimin e strukturës dhe përqendrimit të kolagjenit në lëkurën e kultivuar”, citon Class.

Takeuchi gjithashtu vuri në dukje se për të qenë me të vërtetë funksionale, lëkura artificiale përfundimisht do të duhet të transmetojë informacion ndijor si temperatura dhe prekja te çdo robot që e mban atë, si dhe të jetë rezistente ndaj biofooding.

Shkencëtarët thanë se hulumtimi në këtë fushë mund të përmirësojë të kuptuarit tonë se si muskujt e fytyrës përcjellin emocionet – gjë që, nga ana tjetër, mund të çojë në përparime në kirurgji për të trajtuar kushte të tilla si paraliza e fytyrës ose për të zgjeruar mundësitë e kirurgjisë estetike dhe ortopedike. Kapja më e mirë për transplantet e lëkurës mund të parandalojë gjithashtu nevojën për ndonjë vrimë në formë V në kornizat e ardhshme robotike.