新技术让机器人的脸有了活生生的人类皮肤

科学家们发明了一种将人类皮肤固定在机器人脸上的方法，这一突破一点也不令人毛骨悚然。除了让《西部世界》中的场景成为现实之外，这项技术实际上还有一些有价值的应用。

两年前，东京大学的TakeuchiShoji教授和他的同事们成功地用一种由活细胞制成的生物工程皮肤覆盖了一个电动机器人手指。

人们希望，这一概念验证练习不仅可以为更逼真的机器人铺平道路，还可以为具有自我修复、触摸敏感覆盖物的机器人铺平道路。这项技术还可以用于化妆品测试和整形外科医生的培训。

虽然，皮肤覆盖的手指确实是一项令人印象深刻的成就，但皮肤并没有以任何方式连接到下面的手指——它基本上是一个收缩适应鞘包裹着手指。相比之下，天然的人体皮肤是通过韧带与下面的肌肉组织相连的。

在其他方面，这种安排允许我们能够展示不同的面部表情。此外，通过与底层组织一起移动，我们的皮肤不会因聚集而阻碍移动。出于同样的原因，新技术让机器人的脸有了活生生的人类皮肤它也不太可能因被外部物体卡住而损坏。

科学家此前曾试图将生物工程皮肤与合成表面连接起来，通常是通过从这些表面突出的微小锚。然而，这些小锚会影响皮肤的外观，使其看起来不光滑。它们也不适用于凹面，因为它们会都指向中间。

考虑到这些限制，TakeuchiShoji和他的团队最近开发了一种新的皮肤锚定系统，该系统基于在合成表面上制作的微小V形孔。

科学家们制作了一个人脸模具，其中包含了一系列这些穿孔，然后在模具上涂上一层由胶原蛋白和人类真皮成纤维细胞组成的凝胶。后者是负责在皮肤中产生结缔组织的细胞。

一些凝胶流入孔洞，而其余的留在模具表面。经过七天的培养，凝胶形成了一层人体皮肤，通过穿孔内的组织安全地固定在模具上。

在第二个实验中，在硅橡胶衬底上穿孔，随后将凝胶涂在衬底上，然后进行培养。最终的结果是一个简化的人脸，可以通过移动连接在基板上的两根杆来微笑。

不用说，在这项技术应用于真正逼真的机器人之前，还有一些工作要做。

Takeuchi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。当然，运动也是一个关键因素，而不仅仅是材料，所以另一个重要的挑战是通过在机器人内部集成复杂的致动器或肌肉，来创造类似人类的表情。”

关于这项研究的一篇论文最近发表在《细胞报告-物理科学》杂志上。

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