機械人披上「人皮」,會更像人嗎?但它肯定能救人

2022年06月26日11:37:15 科學 1286

在影視劇中,和人類非常相像的人形機械人比普通的金屬骨架機械人更受歡迎,這些從外觀上和人類別無二致的機械人引發了諸多討論和思考。

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但近日,日本東京大學的科學家通過在機械人手指上製作出活體人類皮膚,讓生物混合機械人走進人們日常生活更進一步。該人皮不僅有真人皮膚般的紋理,而且還能防水,更神奇的是能自愈。

能再生、有彈性、觸感與人無異

據了解,讓機械人看起來像人類一樣,是類人機械人的首要任務之一。而為有效地用皮膚細胞覆蓋機械人表面,研究人員建立了一種組織模塑方法,直接模塑機械人周圍的皮膚組織,從而在其手指上無縫覆蓋皮膚。

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在最近,在《細胞》的子刊中的一篇論文,就有一群日本的科學家展示了一根覆蓋有「皮膚」的機械人手指。而據說這款覆蓋皮膚的機械人手指摸起來的感覺非常像是人類的皮膚。而且,在質感上,比我們常見的硅膠材質好的不是一點半點。

除此以外,這款「皮膚」還有兩個特點點非常重要:可以自愈、可以防水。意思就是,附着在機械人上的「皮膚」可以修復自己的傷口和擦傷,就像正常人的皮膚一樣。沒錯!它就是由實打實的、活生生的人類皮膚細胞製作的!

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為了培養出類人的皮膚,教授和他的團隊利用了組成人類真皮層的兩個關鍵部分:膠原蛋白和真皮成纖維細胞。當研究小組將機械人手指浸入含有這兩種成分的溶液中時,膠原蛋白和成纖維細胞的混合物會在機械指周圍收縮並將其緊緊包裹,形成第一層皮膚。

在製作第二層皮膚時,研究人員將成纖維細胞換成了角質形成細胞,也就是是構成表皮的主要細胞成分,佔到了人類表皮細胞90%。之後,角質細胞會逐漸粘附在成纖維細胞的底層。至此,機械指的皮膚就做好了。

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人造的「皮膚」具有十分良好的彈性,可以隨着機械人手指的移動而拉伸和起皺。以及在被割破後用膠原蛋白敷料進行包紮,在一個培養皿中放置一周後,膠原蛋白繃帶已經變形為皮膚。

其實此項研究對於機械人的貢獻僅僅是讓它看起來更像人,而「人皮」作用最大的部分是在機械人以外領域的醫療領域,用以治療燒傷的患者。一旦此項技術成熟,那些高度燒傷的患者生還的幾率將大大提高,甚至都不用承受毀容之苦。

「人皮」機械人並非首次提出

而與「人皮」機械人思路相同的兩位牛津大學的科學家皮埃爾-亞歷克西斯和安德魯·卡爾,他們早在2017年就有了這樣的想法。他們想做長着人肉的機械人,他們想用來培養受損的皮膚組織。兩位科學家表示,要想做出真正可以工作的肌肉和肌腱移植物,人形機械人將會成為關鍵工具。

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這個過程看起來就像,在你買一件衣服之前,先找個跟你身量相仿的機械人先替你試穿一遍。這些機械人先替病人「穿」着這些細胞,把這些細胞培養得合規合格之後,就可以移植到病患身上了。

這個人形機械人擁有電活性聚合物材質「柔軟機械人組織」。需要培養的肌肉可以附着在它的表面來獲得鍛煉。此外,它還要在表面覆蓋上柔軟、可拉伸的傳感器來監控生長組織的健康程度。

這種機械人有點像是終結者,金屬骨骼上覆蓋著人體肌肉、肌腱和皮膚。如果想要製作出真正的人形機械人,我們顯然需要使用由細胞組織生成的肌肉骨骼系統,而非彈性聚合物。人體組織具備很強的自我修復能力,也非常適合拉伸與收縮。

雖然這些以想法怪異而誕生的機械人似乎不太容易讓人們產生好感,但他們卻能實打實的拯救人類。然而,這項技術的前景雖然無限美好,技術落地的難度恐怕也會很高,索菲亞還是祝願科學家早日攻克難關吧。

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