"A humanoidok emberi formával vagy tulajdonságokkal ellátott robotok, ezek a gépek rendelkeznek azzal a potenciális képességgel is, hogy zökkenőmentes kapcsolatot alakítsanak ki az emberekkel.

Az emberi lények külsejét és funkcióit (például az öngyógyítást) utánozva a humanoidok harmonikusabb és természetesebb humán-robot interakciót alakíthatnak ki." - írják tanulmányukban a Tokiói Egyetem kutatói, akik szerint a jövőben egyre nagyobb szerepet játszanak majd azok a robotok, amelyek az emberek közvetlen közelében, orvosi intézményekben vagy akár az otthonainkban is segítenek minket, ehhez a szoros együttműködéshez pedig nélkülözhetetlen lesz a minél emberibb megjelenés. A szerethetőség növelése mellett az elsődleges szerepe a humán megjelenésnek a bizalom kialakítása, ami a jobb információcsere alapja egy kapcsolatban. Ami pedig a leghatékonyabb és szembetűnőbb módon segíti elő az emberek utánzását, az az élő bevonat a gépek fémes testén.

A robotok bőszerű bevonata alapvetően kettős célt szolgálhat: amennyiben elektronikus érzékelőkkel is ellátják adatgyűjtésre is alkalmassá teszi a robotot és segíti a környezetének megismerésében és a navigálásban, másrészt, a szenzorok elhagyásával, természetesebb, valóban bőrhöz hasonló külalakot kaphat, és valamennyi védelmet is nyújt a sérülések ellen. A japán kutatók ez utóbbi típusú bőr előállításának új módját fejlesztették ki, valódi emberi bőrsejtek felhasználásával.

Az anyag egyik felét az emberi bőr alsó rétegét alkotó kötőszöveti rész, a dermisz fibroblaszt sejtjeiből készítették el kollagén oldat hozzáadásával - ez a keverék a tenyésztés során megszilárdult és összehúzódott, így szorosabban simult a kísérlet alanyául szolgáló robotujjra. Második lépésként az epidermiszt alakították ki keratinocitákból, amelyek a felhámban, az emberi bőr legkülső részében találhatóak és ezek hozzák létre azt a szaruréteget, ami megvédi az érzékenyebb szöveteket a külvilágtól. Ahhoz, hogy a teljes ujjat egyenletesen vonja be az anyag, több alkalommal is megismételték a folyamatot, majd próba alá vetették az elkészült bőrt: a három ízülettel rendelkező ujj mozgatásával tesztelték, hogy mennyire könnyen szakad vagy áll ellen a mechanikai terhelésnek.

A vizsgálat alapján a bevonat kellően strapabíró és rugalmas ahhoz, hogy mozgatni lehessen,

bár az ereje függ a tenyésztés hosszától is (a három napig "érlelt" bőr jelentősen gyengébb volt, mint a 14 nap alatt növesztett verzió) és még egy speciális tulajdonság is hozzájárul a hatékonyságához: képes az öngyógyításra.

Ahogy az emberi bőr is begyógyul egy-egy sérülés után, úgy a robotbőr is alkalmas az önjavításra, persze egy kis segítséggel: a kutatók kollagénnel telített lapot helyeztek egy sebészkéssel ejtett bemetszésre, majd megfigyelték, hogyan reagál az anyag. Hét nap eltelte után a bevonat beleolvadt a bőrbe és a gyógyult bőr újra rugalmassá vált. A bevonat emellett más előnyökkel is bír, többek között a vizet sem engedi át, ami hasznos tulajdonság lehet az elektronikus alkatrészekkel felszerelt robotok esetében. A teszteléshez használt ujj azonban csak mechanikusan, kábelekkel mozgatott berendezés volt, ezért az még kérdés, hogy egy valódi roboton hogyan működik az anyag.

A robotbőr prototípus még sok tekintetben fejlesztésre szorul, egyelőre például nem bírja a levegőt túl sokáig: amikor a kutatók kivették a petricsészéből, a száraz levegőn kiszáradt, pontosan úgy, ahogy az emberi bőr is, csakhogy a humán megfelelőjének rendelkezésére állnak természetes, a szervezet megfelelő funkcionálását biztosító rendszerek, amelyek kiküszöbölik a problémát, míg a robotbőr vízellátása külső beavatkozást igényel. A tudósok ezt a bőrbe épített mikrocsatornák és verejtékmirigyek integrálásával oldanák meg. A szakítószilárdság szintje is elmarad az emberi bőrétől, a mesterséges bőr 5,6 kPa terhelést, a humán bőrszövet 10–30 MPa-t bír a mérések szerint, viszont a kollagénkoncentráció növelése és a hosszabb tenyésztési idő jobb eredményekre vezethet.

"A kutatás jelentős lépés a biohibrid robotok felé, amelyek élő és mesterséges anyagok kombinációját tartalmazzák."

- összegzik a kutatók a kísérlet eredményeit, hozzátéve, hogy ezek a biohibridek nem csak felsőbbrendű érzékeléssel és jobb energiahatékonysággal rendelkeznének a teljes mértékben mesterséges társaikhoz képest, hanem az öngyógyító funkció miatt jobban hasonlítanának az élő organizmusokra is.

(Fotó: Cell Press-Matter/2022 Takeuchi et al., Shoji Takeuchi)

Felejtsd el a sebtapaszt, itt az élő bőr! A 3D nyomtatás az orvostudományban is komoly előrelépést jelent, most éppen élő, a szervezettel kommunikáló szövetet állítottak elő a segítségével. Forradalom a sebgyógyítás területén? Idővel még az is lehetséges.