محققان دانشگاه توکیو با تلاش‌های قابل توجهی در زمینه فناوری رباتیک به پیشرفت‌های چشمگیری در توسعه پوست مصنوعی دست یافته‌اند. به اقتباس از ساختارهای رباطیان انسانی، تیم از سوراخ‌های مخرب برای اتصال پوست زنده به سطوح رباتیک به نحوی کارآمد استفاده کرده‌اند که ارتباطات و انعکاسات صورت ربات‌ها را بهبود می‌بخشد و تعاملات با انسان‌ها را تقویت می‌کند.
پوست زنده تجربی که در محیط آزمایشگاهی پرورش یافته است، با توانایی ترمیم خودش، نرمی و انعطاف‌پذیری خود شبیه به ویژگی‌های زیستی پوست انسانی است. استفاده از این پوست نوآورانه بر روی ربات‌ها باعث پیدایش صورت‌های بیشتر واقع‌گرایانه، و در نهایت باعث افزایش طبیعیت و کارایی تعاملات انسان-ربات می‌شود.
این روش نوین الحاق پوست را بهبود بخشیده است؛ محققان انواع مخرب‌های سوراخدار تشکیل شده از کلاژن و الاستین را به سرنوشت ربطیان انسانی که برای انکار پوست به بافت‌های زیرین ضروری است، ابداع کرده‌اند. اگرچه پروتوتایپ ممکن است بیشتر شبیه به یک شیرینی ژله‌ای باشد تا یک صورت انسانی، اما راه را برای ایجاد ربات‌های انسان نما با پوست خودپزشکی باز می‌کند.
در مجله Cell Reports Physical Science، این روش جدید برتری در الصاق پوست مصنوعی به سطوح پیچیده، منحنی و حتی متحرک را به اثبات رسانده است. با ایجاد سوراخ‌های کوچکی بر روی سطح ربات و استفاده از ژل کلاژن به همراه لایه‌ای از پوست مصنوعی، ژل سوراخ‌ها را پر می‌کند و پوست را به ربات می‌چسباند و ساختار رباطی‌های انسانی را تقلید می‌کند.
محقق مسئول، پروفسور شوجی تاکهوچی توضیح داد: “با تقلید ساختارهای ربطی‌های پوست انسان و استفاده از سوراخ‌های ویژه در قالب شکل V، راهی برای اتصال پوست به ساختارهای پیچیده پیدا کرده‌ایم.” آزمایش‌های مختلف مانند درمان پلاسما برای تقویت نفوذ کلاژن و آزمایش‌های تنش برای ارزیابی کارایی آگوزه‌های سوراخدار در توسعه پوست رباتیک، راندمان و قدرت آنها را نشان داده است.
نوآوری‌های انقلابی در توسعه پوست رباتیک فاش شد
محققان دانشگاه توکیو نه تنها افق‌های تکنولوژی رباتیک را گسترش می‌دهند، بلکه از حدودی که پوست مصنوعی می‌تواند دست یابد بیرون می‌رانند. در حالی که آخرین پیشرفت تمرکز بر الحاق پوست زنده به سطوح رباتیک با استفاده از آچورهای سوراخدار بود، پیشرفت‌های مهم دیگری در این حوزه وجود دارد که شایسته توجه می‌باشد.
سؤالات کلیدی:
1. سازگاری بلندمدت و نیازهای نگهداری پوست رباتیک با مؤلفه‌های زنده چیست؟
2. چگونه پیشرفت‌ها در توسعه پوست رباتیک بر آینده پروستتیک‌ها و رباتیک پزشکی تأثیر می‌گذارد؟
3. آیا مصادیق اخلاقی اطراف یکپارچگی بافت‌های زنده در سامانه‌های رباتیک وجود دارد؟
حقایق اضافی:
علاوه بر تقلید ساختاری از رباطیان انسانی، رویکرد نوآورانه گرفته شده توسط محققان عناصر بیومهندسی‌شده را جذب می‌کند که عملکرد و واقعیت پوست رباتیک را افزایش می‌دهند. این عناصر شامل مولکول‌های بیوفعال برای ترویج ادغام بافت و فناوری‌های حسگر برای تعاملات واکنشی هستند.
چالش‌ها:
یکی از چالش‌های اصلی مربوط به یکپارچگی پوست زنده بر ربات‌ها، ضرورت اطمینان از یک محیط پایدار برای رشد سلول‌های زنده در طول دوره‌های زمانی بلند است. علاوه بر این، خطر ایجاد واکنش‌های ایمنی یا ردیفی به پوست مصنوعی، مانع کامل از برقراری یکپارچگی بی‌درز با ربات می‌شود.
مزایا و معایب:
مزایای ادغام پوست زنده در سامانه‌های رباتیک شامل حساسیت تماسی افزوده، افزایش سازگاری با تغییرات محیطی و زیبایی شناختی برای تعاملات زیبا و فعال‌تر می‌باشد. با این حال، معایبی چون پیچیدگی نگهداری، مشکلات اخلاقی و هزینه‌های تولید می‌تواند موانعی را برای پذیرش گسترده‌تر ایجاد کند.
در پایان، حوزه توسعه پوست رباتیک به سرعت تحول می‌کند و هر پیشرفتی درآن امکانات و چالش‌های جدیدی را به‌همراه دارد. با مدیریت سؤالات کلیدی، برطرف کردن چالش‌های مرتبط، و توازن مزایا نسبت به معایب، محققان هدفمند به منظور از طریق ادغام بی‌درز بافت‌های زنده در سامانه‌های رباتیک، تعاملات انسان-ربات را از طریق انقلابی کردن. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد آخرین پیشرفت‌ها و تحقیقات در حوزه فناوری رباتیک، به وب‌سایت رسمی دانشگاه توکیو مراجعه کنید.