Eine Gruppe von Forschern hat eine „lebende Haut“ für humanoide Roboter geschaffen, die besser an der Oberfläche haftet und die Fähigkeit besitzt, sich wie menschliche Haut zu regenerieren, wie in einer Studie beschrieben wird, die am Dienstag (25.06.2024) von der Zeitschrift Cell Reports veröffentlicht wurde Physikalische Wissenschaft.
In mehreren Experimenten wurde in der Vergangenheit künstliche Haut eingesetzt, um Roboter dem Menschen möglichst ähnlich zu machen. Viele dieser Stoffe bestehen jedoch aus synthetischen Materialien wie Latex, die nicht unbedingt gut auf den Roboter passen.
Ein bahnbrechendes Experiment
In anderen Robotik-Experimenten wurde in der Vergangenheit ein „Anker“ verwendet, eine haken- oder pilzförmige Struktur, mit der die künstliche Haut an einer Metallstruktur befestigt werden konnte. Allerdings könnten diese Strukturen zu Beulen in der künstlichen Haut führen und dazu führen, dass der Roboter sein menschliches Aussehen verliert.
Um dieses Problem zu lösen, verfügt die „lebende Haut“, die aus kultivierten menschlichen Hautzellen hergestellt wurde, über ein Äquivalent zu Bändern, wodurch sie fester mit der Basis verbunden werden kann und ihr eine nahezu natürliche Flexibilität verleiht.
Elastizität
Experten nennen diese Bänder „Bohranker“. In die Basis wurden winzige V-förmige Hohlräume gebohrt und anschließend mit lebendem Gewebe gefüllt, damit die Haut des Roboters fester haften konnte.
Darüber hinaus kann die von den Forschern entwickelte Haut, die auf den Roboter aufgetragen wird, kleine Risse oder ähnliche Entstellungen reparieren, ohne dass eine manuelle Reparatur erforderlich ist.
„Wir haben Anker vom Perforationstyp entwickelt und charakterisiert, die von der Struktur von Hautbändern inspiriert sind, als eine Technik, um Hautäquivalente effektiv an Roboteroberflächen zu befestigen“, heißt es in der Studie.
Versuchen Sie es mit einem Roboterlächeln
Die Tests dieser „lebenden Haut“ wurden an zwei Prototypen durchgeführt: einem mit einem flachen Robotergesicht, das lächeln kann, und dann mit einem zweiten dreidimensionalen Roboterkopf, aber dieser hatte nicht die Fähigkeit, sich zu bewegen.
Laut den Autoren könnte sich die Haut mit der „Stanzverankerung“ eng an die 3D-Form eines Gesichts anpassen, ohne dass Stifte oder Haken hervorstehen oder ihr Aussehen beeinträchtigen könnten.
„Da die Entwicklung der KI-Technologie und andere Fortschritte die von Robotern geforderten Funktionen erweitern, beginnen sich auch die von der Roboterhaut geforderten Funktionen zu verändern“, sagt Hauptautor Michio Kawai in von New Scientist gesammelten Aussagen.
Einschränkungen und Dinge, die verbessert werden müssen
Kawai sagte auch, er hoffe, dass menschenähnliche Haut Robotern in Zukunft helfen könne, besser mit Menschen zu kommunizieren. Allerdings weist der hergestellte Stoff noch viele Einschränkungen auf.
„Erstens müssen wir die Haltbarkeit und Langlebigkeit kultivierter Haut bei der Anwendung auf Roboter verbessern, insbesondere indem wir Probleme im Zusammenhang mit der Nährstoff- und Feuchtigkeitsversorgung angehen“, sagt Co-Autor Shoji Takeuchi gegenüber WordsSideKick.com.
„Zweitens ist es entscheidend, die mechanische Festigkeit der Haut zu verbessern, um sie an die natürlicher menschlicher Haut anzupassen. Dazu gehört die Optimierung der Struktur und Konzentration von Kollagen in der kultivierten Haut“, fügt Takeuchi hinzu.
Kawai behauptet unterdessen, dass „das Fehlen sensorischer Funktionen und das Fehlen von Blutgefäßen zur Versorgung mit Nährstoffen und Feuchtigkeit dazu führt, dass die Haut nicht lange überleben kann.“
Herausgegeben von José Urrejola, mit Informationen von Live Science, New Scientist und Cell Reports Physical Science.
