日本科学家为机器人披上“人皮” 防水又能自愈伤口 科技感满满
时间：2022-06-29 12:12:30 来源： 极果编辑部
一直以来，机器人的研究都是在思考如何跟人更像。
从目前研究进程来看，现有类人机器人在肢体动作、面部表情方面已经十分接近真人，但就是外形还有些“粗糙”。
这里并非指五官、四肢的完整度，而是皮肤的质感。
现有类人机器人几乎都是用硅胶皮肤来塑造外衣，这种硅胶材质在皱纹等细腻纹理方面做得不够，也缺乏皮肤特有的功能，如出汗等，可以说“只能远观、不可细看”！
为了让机器人看起来更加逼真细致，有一群日本科学家开始着手研究。
近日，日本东京大学的科学家在Matter杂志上宣布，他们展示了一种涂有“活体皮肤”的机器人手指，也就是由真实的、活体的人类细胞制成的皮肤原型，该皮肤不仅有真人皮肤般的纹理，而且“受伤”后还能自愈。
老实说，这还是极果君第一次听说用真人皮肤来塑造机器人，简直脑洞大开。研究人员表示这种新的设计合成或许可如同人体蜡像一样，可以打造出更加真实的人类机器人！
众所周知，人的皮肤是覆在人体的表层，直接与外界环境相接触的组织，由表皮和真皮紧密结合而成，其中表皮角质形成细胞占据90%，具有保护、感觉、分泌、排泄、呼吸等功能。
要想完美的模仿人类皮肤，首先就要从材料下手。东京大学教授ShojiTakeuchi在一份声明中表示：“我认为活体皮肤是赋予机器人生物外观和触觉的最终解决方案，因为它与覆盖动物身体的材料完全相同。”
在ShojiTakeuchi教授的领导下，研究团队首先建立了一个由电机驱动的铰接式机器人手指，能够像人类的手指一样弯曲和伸直。
手指原型完成后，就到了最重要的一步——皮肤制作。
要想模拟出接近人类的“假皮肤”，普通硅胶自然是不行的，它缺乏人类皮肤的质感，为了制作更逼真的皮肤，研究团队建立了一种组织成型方法，直接在机器人周围用皮肤细胞覆盖表面，塑造皮肤组织。
首先，研究人员先将机器人手指浸入一个装有胶原蛋白和人真皮成纤维细胞的圆柱模具中，这两种物质是构成皮肤结缔组织的主要成分。胶原蛋白和成纤维细胞混合物自然收缩，最终紧密粘附在手指上，形成一层类似于真皮的层。
接着，研究小组将另一种被称为角质形成细胞的人类皮肤细胞倒在手指上，以重建人类皮肤的上层，即表皮。这些细胞占皮肤最外层的90%，使机器人手指的皮肤具有人类皮肤的质地和保湿屏障特性。
两周后，研究人员检测该皮肤，发现其厚度与人类皮肤相当。并且皮肤表面有足够的强度和弹性，能够随着手指的弯曲和拉伸而不破裂。由于手指由电动机驱动，因此在弯曲过程中还能听到电机的咔嗒声。
Takeuchi表示，这些皮肤会像正常皮肤一样起皱，比硅胶要逼真得多，并且由于它是由真正的皮肤细胞制成的，所以，它还具有防水性，以及自我修复的能力。
研究人员做了一个测试，当用尖锐物在机器人手指上划一个小切口后，只要用胶原蛋白绷带及时覆盖上去，皮肤的成纤维细胞会在一周内，将绷带与皮肤的其余部分融合在一起。有点咱们受伤了贴创口贴，促进伤口愈合的效果。
最终，实验结果连Takeuchi都不由赞叹道，我们对皮肤组织与机器人表面的契合度感到震惊！
由此可见，该皮肤已经比较完美了，但若说商用还不行。
我们人类皮肤是活体系统的一部分，有营养供应有新陈代谢，是一套完整的生物系统。而此次日本团队研发的这个人皮皮肤，用的是活体细胞组织，也要有对应的营养和代谢，也就是说，该皮肤需要经常浸泡在营养成分中，不然就无法长期生存。
另外，该皮肤没有血管来补充水分，在一段时间后会开始变干。针对这个问题，Takeuchi表示，未来有可能在皮肤中加入人造血管保持皮肤的水分，同时他们还考虑在现有皮肤中加入更复杂的功能结构，例如毛囊、汗腺等，使其更加逼真。
研究团队还想通过添加黑色素细胞来制造不同的皮肤肤色，甚至计划为整个机器人涂上活体皮肤。该团队甚至暗示，他们的活体皮肤有朝一日可能会深入到仿人机器人构造的心理层面：增加感觉神经元。如此，机器人与人类的差距将再缩减一大步。
看到如此神奇的“法术”后，网友也坐不住了，纷纷表示这简直是现实版的画皮，甚至还有人大胆预测，这样发展下去，未来某一天失去四肢的人是不是就可以断臂再生了。就极果君个人而言，这项技术未来会进展到哪一步咱也不知道，但这类研究的应用场景还是挺广泛的，比如更逼真的假肢，医疗治疗，更好协作人类等。
尽管目前该团队的研究仍处于早期阶段，之后可能会有各种各样的难题，但不可否认，这可能是下一代机器人技术向前迈出的有希望的一步。就是...未来真正商用落地的时候，咱估计也一把年纪了。
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