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东京大学的科学家创造了一个覆盖着活皮肤的机器人手指

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2022年7月6日

人类的手通常是柔软和肉质的,而机器人的四肢往往是坚硬和金属的。但是东京大学的科学家开发的一种新的人造皮肤,可能会改变我们所知道的机器人技术的未来。

东京大学的科学家创造了一个覆盖着活皮肤的机器人手指。手指有活细胞,甚至可以自我修复,这一发展可能会使我们更接近更像人类的机器人。机器人手指也代表了对以前在三维动态物体上铺设活皮肤的尝试的进步。

为了产生手指,东京大学团队首先创造了机器人手指,然后将其浸入胶原蛋白和人真皮成纤维细胞的溶液中,这是皮肤结缔组织的主要成分。这为生长在顶部的人表皮角质形成细胞的生长提供了支架。皮肤感觉像正常的皮肤,当受损时,可以在皮肤上放置胶原蛋白绷带,这有助于皮肤愈合。

根据东京大学研究人员的说法,直接在机器人手指上生长皮肤的主要优点是它可以产生完美的贴合度,并允许手指轻松弯曲。虽然类似的皮肤模型以前曾用于化妆品和药物研究和测试,但这是它第一次用于工作机器人。

东京大学首席研究员 Shoji Takeuchi 评论说:“我们的创作不仅像真正的皮肤一样柔软,而且如果以某种方式被切割或损坏,可以自我修复。因此,我们认为它可能在原位可修复性很重要的行业中有用,就像人类的品质一样,例如灵巧性和轻触性。将来,我们将通过复制皮肤中发现的一些器官来开发更先进的版本,例如感觉细胞,毛囊和汗腺。此外,我们想尝试涂覆更大的结构。“

机器人技术的发展正越来越多地转向赋予机器人触觉。这被视为开发对环境响应更灵敏并具有更大实际应用的机器人至关重要。Aodok 最近涵盖了许多领域的创新,例如创建一种人造皮肤,允许机器人感知压力和有毒物质的存在,以及一种提供触觉反馈的电子皮肤。

目前,皮肤比天然皮肤弱得多,而且由于机器人手指缺乏循环系统,如果不保持湿润,细胞很容易变干,使手指看起来有点出汗。该小组的下一步是将功能结构纳入皮肤,例如感觉神经元,毛囊,指甲和汗腺。

东京大学还在研究一个皮肤覆盖的机器人脸。该团队的一个长期目标是开发足够灵敏的机器人,以实现制造业的自动化,而这些行业现在需要高技能的机器人。它还可以为化妆品和药品测试以及再生医学开辟可能性,从而消除对动物测试的需求。

从农业和安全到环境保护和制造业,使用敏感的人造皮肤可能对许多机器人应用有益,覆盖着活皮肤的机器人手指能感觉更人性化并检测周围环境。

触觉和机器人技术都是重要的增长领域。到2028年,触觉技术市场预计将达到62亿美元(约合59亿欧元),机器人应用是需求的关键驱动力之一。预计到2030年,机器人市场本身将经历显着增长,达到2146亿美元(约合2040亿欧元)。结合这两种技术,为在对人类工人有害的情况下利用人类劳动力的灵巧性和响应性提供了几乎无限的可能性。