Gli scienziati hanno sviluppato una pelle "vivente" per i robot, ed è davvero qualcosa: ScienceAlert

May 07, 2023

Da Talos, il gigantesco automa di bronzo che custodiva la principessa Europa negli antichi miti greci, ai Cylon e ai Terminator, l'idea degli esseri umani artificiali ci ha affascinato e inquietato per secoli.

Ora, siamo più vicini che mai a rendere un robot straordinariamente simile a un essere umano, con lo sviluppo della pelle del robot vivente. Questa sostanza dall'aspetto disgustoso è idrorepellente, autorigenerante e ha una consistenza proprio come la nostra pelle.

Perché in realtà è fatto di cellule della pelle umana.

"Penso che la pelle viva sia la soluzione definitiva per dare ai robot l'aspetto e il tatto delle creature viventi poiché è esattamente lo stesso materiale che ricopre i corpi degli animali", ha affermato Shoji Takeuchi, ingegnere dei tessuti dell'Università di Tokyo.

I ricercatori sono riusciti a rivestire con successo un dito robotico funzionante a tre articolazioni con un prototipo di questa pelle coltivata in laboratorio.

"Il dito sembra leggermente 'sudato' appena uscito dal terreno di coltura", afferma Takeuchi. "Poiché il dito è azionato da un motore elettrico, è interessante anche sentire i ticchettii del motore in armonia con un dito che sembra proprio vero."

I precedenti tentativi di innestare la pelle su superfici robotiche si sono rivelati impegnativi, quindi l’ingegnere tissutale dell’Università di Tokyo Michio Kawai e i suoi colleghi hanno adottato un approccio che consente alla pelle di modellarsi sul dispositivo.

"È difficile tagliare, incollare o suturare le estremità della pelle equivalente senza danneggiare il tessuto molle e fragile", spiegano Kawai e il team nel loro articolo.

Invece, hanno immerso la struttura robotica in una soluzione di collagene e fibroblasti dermici, cellule che producono le proteine ​​che formano la matrice strutturale della nostra pelle. Queste sono le parti principali del tessuto connettivo della pelle.

Hanno quindi rivestito questo strato di primer con cellule epidermiche (cheratinociti), il componente principale dello strato più esterno della pelle. Senza questo strato aggiuntivo, il materiale non avrebbe l’idrorepellenza dello stesso tipo che hanno gli animali.

Nel filmato qui sotto, la perla di polistirolo caricata elettrostaticamente si attacca al dito senza epidermide, rendendone più difficile la manipolazione.

Anche se il materiale appiccicoso è in grado di sopportare ripetuti stiramenti e contrazioni dei movimenti del dito robotico, è comunque molto più debole della pelle umana. Il team suggerisce che una maggiore concentrazione di collagene nella soluzione iniziale e un'ulteriore maturazione delle cellule potrebbero migliorare questo risultato.

Sorprendentemente, la pelle artificiale può anche essere guarita con una benda di collagene, che le cellule viventi prendono e integrano nel loro sistema per aiutare a riparare il danno.

Sebbene i risultati siano piuttosto sorprendenti, il tessuto coltivato in laboratorio è ancora molto limitato. Non può durare a lungo senza la sua soluzione nutritiva: proprio come la nostra pelle, richiede una fornitura costante di acqua per evitare di seccarsi, ma gli strati artificiali della pelle non dispongono dei complicati componenti dei sistemi circolatorio e delle ghiandole sudoripare per fornire tale idratazione.

"La costruzione di canali di perfusione all'interno e sotto il derma equivalenti a imitare i vasi sanguigni per fornire acqua, così come l'integrazione delle ghiandole sudoripare nell'equivalente cutaneo, sono direzioni importanti per la ricerca futura", scrivono Kawai e colleghi.

Propongono inoltre di aggiungere "nervi" e sensori in modo che la pelle creata in laboratorio possa avere molti talenti proprio come la nostra, fungendo sia da protezione che da organo sensoriale.

"Siamo sorpresi dal modo in cui il tessuto cutaneo si adatta alla superficie del robot", afferma Takeuchi. "Ma questo lavoro è solo il primo passo verso la creazione di robot ricoperti di pelle viva."

I ricercatori sperano che far sembrare i robot più umani ci aiuterà a relazionarci e ad apprezzarli di più, in modo che possano comunicare meglio con noi, servendo nei settori medico, sanitario e dei servizi. (Questo, ovviamente, se riusciamo a far progredire gli umanoidi artificiali oltre la Uncanny Valley.)

"Questi risultati mostrano il potenziale di un cambiamento di paradigma dalla robotica tradizionale al nuovo schema di robotica bioibrida che sfrutta i vantaggi sia dei materiali viventi che dei materiali artificiali", concludono i ricercatori.