露出「自然的微笑」,日本科學開發活體皮膚仿真機器人

2024-06-28 14:31:00    編輯: Daisy Chuang
導讀 「它在對你微笑耶!」日本科學家已經成功將活體皮膚附著到機器人面部,未來將能打造更逼真的仿真人形機器人,甚至還有自我修復、觸覺敏感等功能。雖然這對一些人來說,可能會帶來比恐怖谷更驚悚的體驗。 兩年前,...


「它在對你微笑耶!」日本科學家已經成功將活體皮膚附著到機器人面部,未來將能打造更逼真的仿真人形機器人,甚至還有自我修復、觸覺敏感等功能。雖然這對一些人來說,可能會帶來比恐怖谷更驚悚的體驗。

兩年前,東京大學教授竹內昌治(Shoji Takeuchi)與同事成功以活體人類細胞製成生物工程皮膚,並覆蓋一根機械手指。過去生物混合系統實驗室能透過生物肌肉組織、3D 列印實驗室培育肉、可癒合的工程皮膚等打造各種微型機器人。

只是這層皮膚還沒有辦法與底層的手指連接,只能說是一個外皮,沒有辦法像真的皮膚一樣,連動底下韌帶與底層肌肉組織。

如果要實現仿真機器人,需要有肌肉、韌帶才可以表現出各種顏面表情。且如果表層皮膚能隨著底層組織移動,也可以減少材料磨損跟出現皺褶影響動作。

考慮到上述限制,竹內團隊最近開發了新的皮膚固定系統,先在表面穿出的微小 V 形孔洞。並採用兩種方案,首先在面部模具上穿孔,之後再注入由膠原蛋白和人類真皮纖維母細胞組成的凝膠,培養七天後,凝膠變成一層與模具牢固連接的皮膚覆蓋層。

另一個實驗,是在矽膠基板穿孔,塗上凝膠並培養,最終成品的仿真人皮膚臉部,只要挪動基板後方的兩根長圓杆,就可以讓臉孔面帶微笑。

雖然這項技術在實際應用到機器人之前,還得繼續研究,但竹內認為,團隊相信,透過加入汗腺、皮脂腺、毛孔、血管、脂肪和神經等,可以創造出更厚實和更逼真的皮膚。當然,肌肉運動也是一個關鍵因素,不僅是材料,另一個挑戰是在機器人內部整合精密的致動器或肌肉來,創造類似人類的表情。

這樣不僅為打造更逼真的仿生機器人,還可能用於具有自我修復、觸感敏感覆蓋物的機器人,或是用在化妝品的測試和整形外科醫師培訓。

(圖片來源:)

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