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機械手指上“長出”活體人類皮膚

發布時間:2022-06-13 09:54:00來源: 科技日報

  無論是《終結者》中的反派T-800還是《機械戰警》中的英雄警察亞(ya) 曆克斯·墨菲,由生物和人造材料製成的生物混合機器人一直是許多科幻夢想的中心。最近,日本科學家在機器人身上製作出“活的”類人皮膚,讓人們(men) 離科幻目標又近了一步。9日發表在《物質》雜誌上的一種新方法,不僅(jin) 為(wei) 機械手指提供了人類皮膚般的質感,還具有防水和自愈功能。

  該研究論文第一作者、日本東(dong) 京大學教授竹內(nei) 昌次說,直接從(cong) 培養(yang) 液中取出來的手指看起來像在微微“冒汗”,由於(yu) 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(hui) 發出哢噠聲。

  讓機器人看起來像人類一樣,是類人機器人的首要任務之一。為(wei) 了有效地用皮膚細胞覆蓋機器人表麵,研究人員建立了一種組織模塑方法,直接模塑機器人周圍的皮膚組織,從(cong) 而在其手指上無縫覆蓋皮膚。

  他們(men) 首先將這種機械手指浸入一個(ge) 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(liang) 種物質是構成皮膚結締組織的主要成分。竹內(nei) 昌次說,由於(yu) 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(wei) 下一層的人類表皮角質形成細胞提供了統一的基礎。這些細胞占皮膚最外層的90%,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(wei) 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(you) 勢。當受傷(shang) 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愈合,膠原蛋白繃帶逐漸變成皮膚並可經受住反複的關(guan) 節運動。

  研究人員表示,這一成果隻是創造活體(ti) 皮膚機器人的第一步。通常人造皮膚比自然皮膚弱得多,如果沒有持續的營養(yang) 供應和廢物清除機製,就無法長期維持。接下來,研究團隊計劃解決(jue) 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。

  實習(xi) 記者張佳欣

(責編: 李雨潼)

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