看看这个神奇的机器人脸如何笑和皱眉,这要归功于实验室培育的自愈人类皮肤
“我们设法在一定程度上复制了人类的外观”。
这只咧嘴大笑的粉色斑点可能会成为你未来一两周的噩梦(抱歉),但如果你能透过这双过于逼真的眼睛看清真相,你会发现一个非常令人印象深刻的工程壮举。日本科学家已经找到了一种方法,可以将实验室培养的人类皮肤组织附着到复杂的人形机器人的脸上。
东京大学的资深作者竹内翔二教授在一篇论文中解释道:“在我们实验室中培育的手指形机器人的研究中,我感到机器人的特征和皮肤的皮下结构之间需要有更好的粘附性。”陈述竹内经营着生物混合系统实验室,他们利用仿生设计来提出。
这竹内所指的皮肤被浸入胶原蛋白和人体皮肤成纤维细胞的溶液中。虽然结果实际上相当逼真,但该团队认为他们可以做得更好。
“通过模仿人类皮肤韧带结构,并在固体材料上使用特制的 V 形穿孔,我们找到了一种将皮肤粘合到复杂结构上的方法。皮肤的自然柔韧性和牢固的粘合方法意味着皮肤可以随着机器人的机械部件移动而不会撕裂或剥落,”Takeuchi 说道。
与之前使用小钩子或锚的方法不同,该团队认为,采用穿孔方法可以可以附着在任何表面上,同时保持移动自由和灵活性。例如,灵活性可以实现面部表情。准备好进入恐怖谷,然后观看下面的视频。
除了研究如何让皮肤运动之外,该项目还让研究人员学到了很多关于如何让实验室培育的肤色看起来更像人类的知识。
“我们发现了新的挑战,例如,为了获得更像人类的外观,需要表面皱纹和更厚的表皮,”竹内解释说。“我们相信,通过结合汗腺、皮脂腺、毛孔、血管、脂肪和神经,可以创造出更厚、更逼真的皮肤。”
信不信由你,这项研究的目的并不是为你最令人不安的梦境制作一张脸。利用这项技术制作一张“芯片上的脸”可能对护肤和整形手术技术的研究非常有价值。除此之外,还有可能创造出更多。
“活体皮肤可以为机器人带来一系列新能力,”竹内说。“自我修复是一件大事——一些化学材料可以自我修复,但它们需要热量、压力或其他信号等触发因素,而且它们不像细胞那样增殖。生物皮肤可以像我们的皮肤一样修复轻微的裂伤,并且可以添加神经和其他皮肤器官用于感知等。”
拥有像我们的皮肤一样感知热量等物质的能力意味着机器人可以具有更好的环境意识,并能够以更像人类的方式与其他人和周围环境互动。
这种新的锚定方法意味着,通过执行器操纵面部形状,就可以诱导平面微笑。
皮肤的灵活性和运动范围是一回事;为了实现面部表情,机器人还必须配备执行器来操纵组织,就像我们的对我们来说。普通人还需要一段时间才能与一个皮肤覆盖、咧嘴大笑的– 不过,也许用不了多久,这项非常规研究的经验就会开始影响下一代抗皱产品。
该研究发表于细胞报告物理科学。