Инженеры усовершенствовали искусственную кожу для роботов будущего

На модерации Отложенный

Роботов будущего будут обладать живой кожей, которая сможет восстанавливаться так же, как человеческая. Кожа также будет более реалистичной благодаря новому способу прикрепления ее к скелету робота. Подробности идеи опубликованы 25 июня в журнале Cell Reports Physical Science.

Искусственная кожа выглядит более реалистично, чем синтетические материалы, такие как латекс. Но без правильного подхода к приклеиванию искусственная кожа может отвисать от каркаса робота, вызывая визуальный дискомфорт. Исследователи робототехники ранее пытались решить проблему отвисания искусственной кожи от металлического каркаса, закрепляя ее с помощью "якорей", крючковатых или грибовидных конструкций. Это предотвращает смещение кожи на каркасе робота, но клейкие структуры могут выступать под кожей в виде комков, что ухудшает ее человеческий вид.

В новом исследовании исследователи впервые применили метод, при котором скелет робота содержит крошечные отверстия, в которые из искусственно выращенной кожи можно протянуть v-образные крючки, известные как "анкеры перфорационного типа". Они удерживают искусственную кожу, сохраняя гладкую и эластичную поверхность.

Искусственная кожа наносится поверх робота слоем, обработанным плазмой водяного пара, чтобы сделать ее гидрофильной — другими словами, обеспечить притяжение жидкостей к поверхности.

Это означает, что гель из искусственной кожи проникает глубже в отверстия, чтобы плотнее прилегать к поверхности робота.

Исследователи также сравнили искусственную кожу, нанесенную на поверхность с помощью анкеров на основе перфорации и без них. На поверхностях без крепления кожа сморщилась на целых 84,5% в течение семи дней, по сравнению с 33,6% на поверхности с креплениями толщиной 1 миллиметр. 

Седзи Такеучи, исследователь Института промышленных наук (IIS) Токийского университета, говорит, что еще предстоит предпринять несколько шагов, прежде чем роботы смогут носить кожу по этому методу.

"Во-первых, нам необходимо повысить прочность и долговечность искусственной кожи при нанесении на роботов, особенно за счет решения проблем, связанных с обеспечением питательными веществами и влагой, - сказал он. - Это может включать в себя создание интегрированных кровеносных сосудов или других перфузионных систем внутри кожи".

"Во-вторых, решающее значение имеет повышение механической прочности кожи до уровня натуральной человеческой. Это включает оптимизацию структуры и концентрации коллагена в искусственной коже", - добавил он.

Такеучи также отметил, что для того, чтобы быть действительно функциональной, искусственная кожа в конечном итоге должна передавать сенсорную информацию, такую как температура и прикосновение, а также быть устойчивой к биологическому загрязнению.