Questa “pelle viva” promette di rendere i robot più umani


Nuovi progressi tecnologici promettono lo sviluppo di robot che beneficiano di una pelle artificiale realistica e autoriparante, imitando così quella umana. Questa pelle cresciuta dalle cellule della pelle potrebbe rivoluzionare l’interazione uomo-robot fornendo un aspetto più umano e una maggiore durata.

Un nuovo approccio con le cellule della pelle

Materiali sintetici come lattice sono stati utilizzati per creare pelle artificiale per coprire i robot, facendoli sembrare più umani. Tuttavia, questi materiali hanno notevoli limitazioni nel realismo. Il lattice, ad esempio, può replicare in una certa misura il colore e la struttura della pelle umana, ma non ha l’elasticità e la capacità di risposta dinamica della pelle reale. Inoltre, manca delle proprietà rigenerative e riparatrici presenti nella pelle umana, limitandone la durata e la funzionalità nelle applicazioni pratiche in cui i robot sono soggetti a frequenti interazioni fisiche.

Il nuovo approccio sviluppato dai ricercatori utilizza cellule della pelle per creare una pelle artificiale più realistica. Queste cellule vengono coltivate in laboratorio per formare un tessuto cutaneo con le stesse caratteristiche della pelle umana, compresa la capacità di rigenerarsi in caso di lievi danni. Questo metodo consente di riprodurre non solo l’aspetto, ma anche le proprietà meccaniche della pelle umana, come l’elasticità, la morbidezza e la capacità di rispondere agli stimoli.

Utilizzando cellule epiteliali umane, questa pelle artificiale può anche integrare funzioni biologiche avanzate come la sudorazione e la sensibilità al tatto che non possono essere replicate con i tradizionali materiali sintetici. Ciò consente ai robot dotati di questa skin di apparire e comportarsi in modo più naturale, il che è essenziale per interazioni più fluide con gli esseri umani.

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Superare le sfide

Una delle sfide più grandi è stata impostarlo pelle efficacemente allo scheletro robotico senza comprometterne l’aspetto umano. I metodi precedenti prevedevano l’uso di ancoraggi a forma di gancio, ma questi potevano distorcere la superficie della pelle, rendendola meno realistica.

I ricercatori hanno superato questo problema sviluppando “ancoraggi a perforazione”. Questa tecnica prevede la creazione di piccoli fori nello scheletro del robot, consentendo alla pelle cresciuta di attaccarsi saldamente tramite ganci a forma di V. Questo processo mantiene la pelle in posizione senza richiedere strutture esterne visibili, garantendo una superficie liscia e flessibile.

Per migliorare l’adesione, lo scheletro del robot viene trattato con plasma di vapore acqueo per renderlo idrofilo. Ciò consente al gel per la pelle di penetrare in profondità nei fori e fornire un fissaggio robusto. Questo metodo offre anche il vantaggio di permettere alla pelle di autoripararsi in caso di piccoli strappi o graffi, aumentando così la durabilità dei robot negli ambienti interattivi.

pelle del robot
Crediti: Shoji Takeuchi, Istituto di Scienze Industriali (IIS), Università di Tokyo

Progressi e implicazioni future

Questa nuova pelle artificiale potrebbe rivoluzionare la robotica creando robot più adatto all’interazione umana prolungata. Nei test, ha dimostrato la capacità di imitare i movimenti facciali umani, come sorridere, utilizzando uno strato di silicone scorrevole sotto la pelle. Gli ancoraggi di perforazione hanno inoltre consentito alla pelle di adattarsi perfettamente a uno stampo 3D, senza imperfezioni visibili, migliorando l’aspetto e la funzione del volto robotico.

I test hanno ulteriormente dimostrato la superiorità di questo metodo in termini di restringimento della pelle. Sulle superfici senza ancoraggi, la pelle si è ritratta dell’84,5% in sette giorni, rispetto al solo 33,6% con gli ancoraggi da 1 mm. Ancore più grandi riducono ulteriormente questo restringimento, migliorando la longevità e la funzionalità della pelle.

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Gli obiettivi futuri includono il miglioramento della durabilità e della longevità della pelle artificiale, compresa l’integrazione di sistemi di perfusione per fornire sostanze nutritive e mantenere l’umidità. Sarà inoltre fondamentale ottimizzare la resistenza meccanica della pelle regolando la struttura e la concentrazione del collagene in modo che corrisponda a quella umana.

In definitiva, la pelle deve essere in grado di trasmettere al robot informazioni sensoriali come tocco e temperatura, pur essendo resistente alla contaminazione biologica. Questi progressi potrebbero non solo migliorare l’aspetto dei robot, ma anche approfondire la nostra comprensione dei muscoli facciali e dell’espressione emotiva, aprendo la strada a innovazioni nella chirurgia estetica e ortopedica.





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