Científicos crean piel humana viva para robots (con video)

Científicos crean piel humana viva para robots (con video)


09 junio 2022

(Noticias de Nanowerk) En noticias nada espeluznantes, científicos japoneses han creado piel humana viva para robots, y dicen que es un poco «sudorosa». El equipo colocó un dedo robótico en una solución de colágeno y fibroblastos dérmicos humanos, los dos componentes principales que forman el tejido conectivo de nuestra piel. Esta primera capa de piel se encogió naturalmente para envolver el dedo y actuó como una subcapa para que se adhiriera la siguiente capa de células, los queratinocitos epidérmicos humanos.

La piel era lo suficientemente resistente como para soportar las arrugas y el estiramiento de los dedos robóticos, es resistente al agua como nuestra propia piel e incluso puede «curarse» a sí misma cuando se aplica un vendaje de colágeno a las «heridas».

El equipo dice que este es solo un primer paso hacia robots cubiertos con piel viva, ya que la piel que desarrollaron es mucho más débil que la piel natural y necesita un suministro constante de nutrientes y la eliminación de desechos para sobrevivir. Un dedo robótico doblado cubierto de piel humana viva Un dedo robótico doblado cubierto de piel humana viva. (Imagen: Universidad de Tokio)

Desde héroes de acción hasta villanos asesinos, los robots biohíbridos hechos de materiales vivos y artificiales han estado en el centro de muchas fantasías de ciencia ficción e inspiraron las innovaciones robóticas actuales. Todavía queda un largo camino por recorrer antes de que los robots similares a los humanos caminen entre nosotros en nuestra vida diaria, pero los científicos de Japón nos están acercando un paso más al crear piel humana viva en los robots. El método desarrollado, presentado en la revista asunto («Living skin on a robot»), no solo impartió una textura similar a la piel de un dedo de robot, sino también funciones repelentes al agua y de autocuración.

«El dedo se ve ligeramente ‘sudoroso’ directamente del medio de cultivo», dice el primer autor Shoji Takeuchi, profesor de la Universidad de Tokio, Japón. «Dado que el dedo funciona con un motor eléctrico, también es interesante escuchar los chasquidos del motor en consonancia con un dedo que parece real».

Verse «real» como un ser humano es una prioridad principal para los robots humanoides, que a menudo tienen la tarea de interactuar con humanos en las industrias de servicios y atención médica. Una apariencia humana puede mejorar la eficiencia de la comunicación e inspirar simpatía. Si bien la piel de silicona que se fabrica actualmente para los robots puede imitar la apariencia humana, se queda corta en texturas delicadas como las arrugas y carece de características específicas de la piel. Los intentos de crear capas vivas de piel para cubrir a los robots también han tenido un éxito limitado debido a la dificultad de adaptarlos a objetos dinámicos con superficies irregulares.

«Este método requiere las manos de un artesano experto que pueda cortar y adaptar las capas de piel», dice Takeuchi. «Para cubrir de manera eficiente las superficies con células de la piel, desarrollamos un proceso de moldeado de tejidos para moldear los tejidos de la piel directamente alrededor del robot, lo que da como resultado una cobertura de piel perfecta en un dedo robótico».

Para crear la piel, el equipo primero sumergió el dedo robótico en un cilindro lleno de una solución de colágeno y fibroblastos dérmicos humanos, los dos componentes principales que forman el tejido conectivo de la piel. Según Takeuchi, el éxito del estudio radica en la tendencia natural a la contracción de esta mezcla de colágeno y fibroblastos, que se contrae y se adapta perfectamente al dedo. Al igual que las imprimaciones para la pintura, esta capa proporcionó una base consistente para que se adhiriera la siguiente capa de células, los queratinocitos epidérmicos humanos. Estas células constituyen el 90% de la capa más externa de la piel, lo que le da al robot una textura similar a la de la piel y propiedades de barrera que retienen la humedad.

La piel hecha a mano tenía suficiente fuerza y ​​elasticidad para soportar los movimientos dinámicos a medida que el dedo robótico se curvaba y estiraba. La capa más externa era lo suficientemente gruesa como para levantarla con pinzas y repeler el agua, lo que ofrecía varias ventajas al realizar tareas específicas, como manipular diminutas espumas de poliestireno cargadas electrostáticamente, un material comúnmente utilizado para embalaje. Cuando se lesionaba, la piel artificial podía incluso curarse como los humanos con la ayuda de un vendaje de colágeno que gradualmente se transformaba en piel y resistía movimientos articulares repetidos.

«Estamos sorprendidos de lo bien que se adapta el tejido de la piel a la superficie del robot», dice Takeuchi. “Pero este trabajo es solo el primer paso hacia la creación de robots cubiertos con piel viva.” La piel desarrollada es mucho más débil que la piel natural y no puede sobrevivir por mucho tiempo sin un suministro constante de nutrientes y eliminación de desechos. A continuación, Takeuchi y su equipo planean abordar estos problemas e integrar estructuras funcionales más sofisticadas en la piel, como las neuronas sensoriales, los folículos pilosos, las uñas y las glándulas sudoríparas.

«Creo que la piel viva es la solución definitiva para dar a los robots el aspecto y la sensación de los seres vivos, porque es exactamente el mismo material que cubre los cuerpos de los animales», dice Takeuchi.



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