Японские ученые совершили неожиданный прорыв в робототехнике, вызывающий одновременно восхищение и тревогу. Они создали инновационную технологию, позволяющую покрывать механические лица роботов аутентичным живым кожным покровом. Данная революционная методика дает возможность воссоздавать сложную структуру человеческих тканей, что позволит ученым "облачать" роботов в жуткие, но поразительно реалистичные лицевые маски. Независимо от того, готово ли общество к таким изменениям, эта технология уже существует, открывая новую главу в истории взаимодействия человека и машины.
В исследовании, опубликованном в понедельник в журнале Cell Reports Physical Science, инженеры из Токийского университета описывают методы, сделавшие возможным вышеупомянутый пугающий образ. Во-первых, команда вырастила ткань, похожую на кожу, из образцов настоящей человеческой кожи. Клетки выращивались в геле из коллагена в течение семи дней, после чего полученная ткань стала достаточно прочной для перемещения и самовосстановления при разрывах. Затем ученые экспериментировали с различными методами наложения, являющимися основным направлением их исследования.
Благодаря гладкой поверхности металл и кожа плохо сцепляются друг с другом. В предыдущих экспериментах кожаные покрытия вокруг других компонентов робота дополнительно сжимались для плотного прилегания, но это неизбежно приводило к деформации и разрывам. В других экспериментах для удержания «кожи» на месте использовались выступающие анкеры, но они не работают на вогнутых поверхностях и неприглядно торчат. Чтобы обойти эти проблемы, исследователи из Токио взяли за эталон человеческую кожу, включая то, как наша кожа прикрепляется к мышцам с помощью жира и связок. Эти связки состоят из коллагена и эластина, которые придают им (и коже над ними) гибкость и упругость.
Образец выращенной кожи улыбается на механической пластине. Источник: Cell Reports Physical Science
Новый метод исследователей заключался в том, чтобы сначала сделать V-образные надрезы на поверхности робота. Затем нанести гель на основе коллагена и сверху уложить выращенную кожу. Гель приклеивался к коже, одновременно закрепляясь на роботе через заполненные надрезы, создавая искусственные связки, которые удерживали кожу на лице робота. Эти "якоря" также позволяют роботизированному лицу воспроизводить определенные выражения, включая улыбку. В одном особенно жутком эксперименте исследователи заставили покрытую кожей металлическую пластину улыбнуться. Результаты (показаны в видеоролике исследования Cell Reports) довольно неприятны, но они действительно имитируют жуткую ухмылку.
Следует отметить, что это далеко не первый эксперимент по наделению роботов человеческой кожей. Исследователи из Техасского университета в Остине разработали эластичную электронную кожу, которая придаёт роботам ощущение мягкости и чувствительности при прикосновении. С прикреплённой электронной кожей роботы могут чувствовать давление, позволяя им держать хрупкие предметы (например, хрустящую оболочку тако) без чрезмерного сжатия. Инженеры из Северо-Восточного университета также работают над разработкой электронной кожи, которая будет растягиваться и сжиматься, как человеческая кожа, позволяя человекоподобным роботам легко захватывать предметы без долгосрочного износа.