機械人手指裝上“活的”類人皮膚

    科學家一直致力於為機械人手設計出最接近人類的皮膚。近日，日本東京大學的新研究取得了重大突破。他們在機械人身上製作出了“活的”類人皮膚，這種機械手指接近於人類皮膚的質感，還能自動彎曲和拉直，同時具有防水和自癒功能。

    該研究論文第一作者、日本東京大學教授竹內昌次說，直接從培養液中取出來的手指看起來像在微微“冒汗”，由於手指是由電機驅動的，因此看起來像真手指一樣，機械手指還會發出哢噠聲。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。為了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。

    他們首先將這種機械手指浸入一個裝有膠原蛋白和人真皮成纖維細胞溶液的圓柱模具中，這兩種物質是構成皮膚結締組織的主要成分。竹內昌次說，由於膠原蛋白和成纖維細胞混合物具有自然收縮趨勢，使其緊密結合在手指上，這一層為下一層的人類表皮角質形成細胞提供了統一的基礎。這些細胞佔皮膚最外層的百分之九十，使機械手指的皮膚具有人類皮膚的質地和保濕屏障特性。當機械手指彎曲或伸展時，皮膚有足夠的力量和彈性來承受動態運動。最外層足夠厚，可用鑷子提起，並且防水，這為其執行特定任務，如處理帶電的微小泡沫塑料提供了多種優勢。當受傷時，該皮膚甚至可在膠原蛋白繃帶的幫助下像人類一樣自我癒合，膠原蛋白繃帶逐漸變成皮膚並可經受住反復的關節運動。

    竹內昌次認為，活體皮膚是賦予機械人生物外觀和觸感的終極解決方案，因為它與覆蓋動物身體的材料完全相同。在開發技術時，看起來盡可能“人性化”是重中之重，因為許多機械人旨在與醫療保健和服務行業的人們互動，如果它們看起來栩栩如生，他們會感到更自在。

    據研究人員稱，它可以改善人與機械人之間的交流，甚至喚起人們的喜愛。

    目前的人造皮膚是由矽膠製成的，它可以模仿人類的外表，但在複製皺紋等精緻紋理方面卻不盡如人意。矽膠也無法發揮出汗或自我修復等皮膚特有的功能，也不能輕易貼合表面不平整的動態物體。

    研究人員表示，這一成果只是創造活體皮膚機械人的第一步。通常人造皮膚比自然皮膚弱得多，如果沒有持續的營養供應和廢物清除機制，就無法長期維持。接下來，研究團隊計劃解決這些問題並在皮膚中融入更複雜的功能結構，如感覺神經元、毛囊、指甲和汗腺。

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