Naukowcy stworzyli twarz robota z tkanek skóry człowieka


Skóra twarzy robota wyhodowana w laboratorium Uniwersytetu w Tokio (źródło: Takeuchi et al. CC-BY-ND)
Skóra twarzy robota wyhodowana w laboratorium Uniwersytetu w Tokio (źródło: Takeuchi et al. CC-BY-ND)

Japońscy naukowcy opracowali twarz dla robotów wykonaną z laboratoryjnie wyhodowanej skóry człowieka. Dzięki niej, humanoidalne roboty będą mogły wyrażać emocje jak ludzie.

Dlaczego roboty powinny wyglądać jak ludzie?

Choć niektórzy mówią, że to najzabawniejsze zdjęcie naukowe roku, chodzi o całkiem poważną innowację. Wraz z tym jak roboty będą stopniowo stawać się częścią naszego życia prywatnego i zawodowego, problemem może okazać się współistnienie z nimi. Ludzie rozpoznają intencje drugiego człowieka po mimice twarzy; uśmiech wzbudza zaufanie i wyraża gotowość do współpracy.

Takich zdolności komunikacji niewerbalnej nie posiadają roboty z głowami wykonanymi ze sztucznego tworzywa i cyfrowymi oczami. Choć na razie nie ma to znaczenia, bo roboty i tak są jeszcze stosunkowo prymitywne, w przyszłości może okazać się problemem np. w przypadku humanoidów do celów społecznych i medycznych.

Dlatego naukowcy szukają sposobów, aby nadać maszynom ludzkie cechy, w tym wygląd.

Uśmiechnięty cyborg ze zmarszczkami

Badacze z Uniwersytetu Tokijskiego wpadli na oryginalny sposób i opracowali maskę z żywych tkanek dla robotów imitującą twarz człowieka. Powstała ona z mieszanki komórek skóry człowieka wyhodowanych na rusztowaniu kolagenowym i umieszczonych na bazie żywicy wydrukowanej w 3D.

Na warstwie komórek skóry znajdują się komórki naskórka (źródło: Takeuchi et al. CC-BY-ND
Na warstwie komórek skóry znajdują się komórki naskórka (źródło: Takeuchi et al. CC-BY-ND)

W przeciwieństwie do poprzednich, podobnych eksperymentów, skóra zawiera także odpowiednik więzadeł. Więzadła znajdujące się w tkance pod skórą pozwalają uzyskać spójność kształtu twarzy oraz jej elastyczność. Aby je stworzyć, naukowcy dokonali perforacji żywicznej podstawy robota, a następnie wypełnili żywą tkanką maleńkie wgłębienia w kształcie litery “V”. Bez tego, po pewnym czasie skóra mogłaby tracić kształt w efekcie sił grawitacji.

W końcowym etapie, zespół z Uniwersytetu Tokijskiego umieścił skórę na uśmiechniętej twarzy robota o szerokości kilku centymetrów, która mogła być poruszana za pomocą prętów połączonych z rusztowaniem.

Powłoka z żywych tkanek na twarzy robota ma cechy ludzkiej skóry (źródło: Takeuchi et al. CC-BY-ND)
Powłoka z żywych tkanek na twarzy robota ma cechy ludzkiej skóry (źródło: Takeuchi et al. CC-BY-ND)

Podobne do ludzi humanoidy dopiero za 10 lat

Michio Kawai, współtwórca innowacji, przyznaje, że skóra robotyczna jest na wczesnym etapie rozwoju. Największym problemem jest jej trwałość – bez naczyń krwionośnych doprowadzających składniki odżywcze do tkanek, proteza po prostu umiera. Aby tak się nie stało, potrzebna będzie struktura z żyłami. W najbardziej zaawansowanym modelu, taka skóra mogłaby zostać wyposażona w elektrody imitujące układ nerwowy i sterujące napięciem skóry. Jak przyznają naukowcy z Uniwersytetu w Tokio, opracowanie w pełni funkcjonalnej sztucznej skóry może zająć ok. 10 lat.

Sztuczna skóra może znaleźć jeszcze jedno zastosowanie, a mianowicie w przemyśle kosmetycznym. W ramach eksperymentu, naukowcy przez miesiąc mechanicznie stymulowali uśmiech na twarzy robota. W ten sposób udało im się zasymulować proces powstawania zmarszczek mimicznych na twarzy. Dzięki temu, skóra laboratoryjna może być wykorzystywana do testowania produktów do pielęgnacji skóry twarzy zapobiegających powstawaniu zmarszczek.