Onderzoekers aan de Universiteit van Tokio hebben een methode ontwikkeld om ontworpen huidweefsel te binden aan de complexe structuren van humanoïde robots. Dit kan hun mobiliteit, zelfherstellend vermogen, sensorische mogelijkheden en levensechte uiterlijk verbeteren. Onder leiding van Professor Shoji Takeuchi liet het onderzoeksteam zich inspireren door menselijke huidligamenten en incorporeerde speciale perforaties in het gezicht van de robot om de huid beter te laten hechten. Deze innovatie kan de cosmetische industrie ten goede komen en helpen bij het trainen van plastisch chirurgen.
Professor Takeuchi, een pionier in biohybride robotica, leidt het Biohybrid Systems Laboratory, dat eerder mini-robots heeft gemaakt met biologisch spierweefsel, 3D-geprint gekweekt vlees en ontworpen zelfherstellende huid. Zijn recente onderzoek richtte zich op het verbeteren van de hechting tussen robotische functies en ontworpen huidweefsel. Het team gebruikte V-vormige perforaties en een speciale collageengel om de huid aan het oppervlak van de robot te binden, waarbij plasmabehandeling werd toegepast om ervoor te zorgen dat de collageen de perforaties binnendrong.
Eerdere bevestigingsmethoden, zoals mini-ankers of haken, beperkten de soorten oppervlakken die huidcoatings konden ontvangen en liepen risico op beschadiging tijdens beweging. De nieuwe aanpak maakt het mogelijk om huid op elk gevormd oppervlak aan te brengen. De ontworpen huid biedt aanzienlijke voordelen, waaronder zelfherstellend vermogen en de potentiële integratie van zenuwen en andere huidorganen voor sensing.
Takeuchi benadrukte de complexiteit van het werken met biologische weefsels, waarbij hij het belang van steriliteit benadrukte om weefselsterfte te voorkomen. De nieuwe methode stelt levende huid in staat robots vaardigheden te verlenen zoals zelfherstel, die chemische materialen niet kunnen repliceren. Het onderzoek streeft er ook naar om een ‘face-on-a-chip’ te creëren voor medische toepassingen, waaronder het bestuderen van huidveroudering, cosmetica en plastische chirurgie. Ingebouwde sensoren kunnen de omgevingsbewustheid en interactieve mogelijkheden van robots verder verbeteren.
De studie identificeerde ook nieuwe uitdagingen, zoals de behoefte aan oppervlakterimpels en een dikkere epidermis voor een menselijker uiterlijk. Toekomstige doelen zijn onder meer het integreren van zweetklieren, talgklieren, poriën, bloedvaten, vet en zenuwen in de ontworpen huid. Een andere belangrijke uitdaging is het integreren van geavanceerde actuatoren of spieren om mensachtige uitdrukkingen en behendigheid te bereiken. Takeuchi gelooft dat het creëren van robots met deze mogelijkheden zeer motiverend is en grote beloften inhoudt voor de toekomst van robotica.
Afbeelding: Takeuchi et al. CC-BY-ND
