他们为人形机器人创造了可再生的“活皮肤” – DW – 06/27/2024

一组研究人员为人形机器人创造了一种“活皮肤”，它可以更好地粘附在表面上，并且具有像人类皮肤一样再生的能力，详细信息参见 《细胞报告物理科学》杂志于本周二（2024 年 6 月 25 日）发表了这项研究。

过去的几次实验中都使用了人造皮肤，以使机器人尽可能与人类相似。 然而，许多这些织物都是用乳胶等合成材料制成的，不一定适合机器人。

开创性的实验

在过去的其他机器人实验中，使用了“锚”，一种钩子或蘑菇形结构，可以让人造皮肤附着在金属结构上。 然而，这些结构可能会导致人造皮肤出现肿块，导致机器人失去人类的外观。

为了解决这个问题，用培养的人体皮肤细胞创造的“活体皮肤”具有相当于韧带的功能，可以使其更牢固地附着在基底上，并赋予其近乎天然的柔韧性。

科学家认为，更真实的外观有助于改善机器人与人类之间的沟通。图片来源：Shoji Takeuchi

弹性

专家将这些韧带称为“钻型锚”。 在底座上钻出微小的 V 形空腔，然后用活体组织填充，使机器人的皮肤粘附得更牢固。

此外，研究人员开发的皮肤覆盖在机器人上，可以修复小撕裂或类似的缺陷，而无需手动修复。

研究称：“我们受皮肤韧带结构的启发，开发并表征了穿孔型锚固件，作为一种将皮肤等效物有效粘附到机器人表面的技术。”

尝试机器人微笑

这种“活皮肤”的测试是在两个原型上进行的：一个具有能够微笑的扁平机器人脸，另一个具有第二个三维机器人头部，但它没有移动的能力。

据作者介绍，通过“打孔式锚定”，皮肤可以紧密地贴合到面部的 3D 模型中，而不需要使用别针或钩子突出或破坏其外观。

“随着人工智能技术的发展和其他进步扩大了机器人所需的功能，机器人皮肤所需的功能也开始发生变化，”主要作者河合道雄在《新科学家》收集的声明中表示。

局限性和需要改进的地方

河合还表示，希望未来类似人类的皮肤能够帮助机器人更好地与人沟通。 然而，所创建的织物仍然存在许多局限性。

“首先，我们需要提高培养皮肤应用于机器人时的耐用性和寿命，特别是通过解决与营养和水分输送相关的问题，”合著者 Shoji Takeuchi 告诉《><》。

“其次，提高皮肤的机械强度以匹配天然人类皮肤的机械强度至关重要。这涉及优化培养皮肤内胶原蛋白的结构和浓度，”Takeuchi 补充道。

与此同时，河井坚持认为，“缺乏感觉功能以及缺乏供应营养和水分的血管意味着皮肤无法长期生存。”

由 José Urrejola 编辑，信息来自 ><、New Scientist 和 Cell Reports Physical Science。