Wissenschaftler erstellen „leicht verschwitzten“ Roboterfinger mit lebender Haut | Wissenschaften

Japanische Wissenschaftler haben einen „leicht verschwitzten“ Roboterfinger entwickelt, der mit lebender Haut bedeckt ist, und sagen, dass er menschenähnliche Roboter einen Schritt näher bringt.

Der nachweislich selbstheilende Finger gilt als beeindruckende technische Meisterleistung, die die Grenze zwischen lebendigem Fleisch und Maschine verwischt. Wissenschaftler sind sich jedoch uneinig darüber, ob die Menschen ihre Körpertemperatur auf eine lebensechte Anatomie erhöhen oder es beängstigend finden.

„Wir waren überrascht, wie gut sich das Hautgewebe in die Oberfläche des Roboters einfügt“, sagte Shoji Takeuchi, Professor an der Universität Tokio, der die Arbeit leitete. „Aber diese Arbeit ist nur der erste Schritt zur Entwicklung von Robotern, die mit lebender Haut bedeckt sind.“

Das Team argumentiert, dass realistischere Menschen in einer Reihe von Rollen, einschließlich in der Pflege- und Dienstleistungsbranche, in der Lage wären, auf natürlichere Weise mit Menschen zu interagieren.

„Ich denke, lebende Haut ist die ultimative Lösung, um Robotern das Aussehen und die Haptik von Lebewesen zu verleihen, weil es genau das gleiche Material ist, das Tiere bedeckt“, sagte Takeuchi. Er fügte hinzu, dass solche Entwicklungen das Potenzial haben, „eine neue Beziehung zwischen Menschen und Robotern aufzubauen“.

Wissenschaftler haben zuvor Hauttransplantate hergestellt – Hautschichten, die beispielsweise in der rekonstruktiven Chirurgie zusammengenäht werden können –, aber sie hatten Mühe, lebende Haut auf dynamischen 3D-Objekten zu erzeugen.

In der neuesten Arbeit tauchte das Team zunächst einen Roboterfinger in einen Zylinder, der mit einer Lösung aus menschlichem Hautkollagen und Fibroblasten gefüllt war, den beiden Hauptkomponenten, aus denen das Bindegewebe der Haut besteht. Diese überzieht die Oberfläche wie eine Grundierung und bildet eine nahtlose Schicht, an der sich die nächste Zellschicht – menschliche epidermale Keratinozyten – anheften kann. Das Hin- und Herbiegen des Fingers verursachte natürlich aussehende Falten an den Fingerknöcheln und bei Verletzungen kann sich die nachgebildete Haut mithilfe eines Kollagenverbandes wie ein Mensch selbst heilen und fühlt sich laut Wissenschaftlern wie echte Haut an.

Der Finger ist noch in Arbeit: Seine Haut ist viel schwächer als normale Haut und muss feucht bleiben, denn ohne ein Kreislaufsystem würden die Zellen bei Austrocknung absterben. Seine Bewegungen sind eindeutig mechanisch.

„Der Finger sieht von der kultivierten Mitte aus ein wenig verschwitzt aus“, sagte Takeuchi. „Da der Finger von einem Elektromotor angetrieben wird, ist es auch interessant, die Klickgeräusche des Motors im Einklang mit einem Finger zu hören, der wie ein echter Finger aussieht.“

Experten sagen jedoch, dass es diese Kombination aus Realismus und Mechanik ist, die ein Gefühl des Ekels hervorrufen kann, das als „Super-Valley“ -Effekt bekannt ist.

Dr. Burku Orgen von der Bilkent-Universität in Ankara, Türkei, sagte: „Es ist möglich, dass das menschenähnliche Aussehen [of some robots] Sie wecken einige Erwartungen, aber wenn Sie diese Erwartungen nicht erfüllen, finden Sie sie beängstigend oder einschüchternd.“

„Es scheint eine große technische Innovation zu sein“, sagte Professor Fabian Grabenhorst, ein Neurowissenschaftler an der Universität Oxford, der auch den sogenannten Uncanny-Valley-Effekt untersucht.

Er stimmte zu, dass Menschen zunächst negativ auf die Kombination von menschlichen und Roboterfunktionen reagieren könnten, aber die Forschung habe gezeigt, dass sich die Reaktion je nach Interaktion mit dem Roboter ändern könne. „Am Anfang mögen die Leute es seltsam finden, aber durch positive Erfahrungen kann es den Menschen helfen, diese Gefühle zu überwinden.“

Das Team plant nun, komplexere funktionelle Strukturen wie sensorische Neuronen, Haarfollikel, Nägel und Schweißdrüsen in die Haut zu integrieren. Sie arbeiten auch an einem mit Leder überzogenen Robotergesicht. Der Fortschritt wird im Journal beschrieben Ausgabe.