機械手指上“長出”活體人類皮膚

科技日報北京6月9日電  (實習記者張佳欣)無論是《終結(jié)者》中的反派T-800還是《機械戰(zhàn)警》中的英雄警察亞歷克斯·墨菲，由生物和人造材料制成的生物混合機器人一直是許多科幻夢想的中心。最近，日本科學家在機器人身上制作出“活的”類人皮膚，讓人們離科幻目標又近了一步。9日發(fā)表在《物質(zhì)》雜志上的一種新方法，不僅為機械手指提供了人類皮膚般的質(zhì)感，還具有防水和自愈功能。

該研究論文第一作者、日本東京大學教授竹內(nèi)昌次說，直接從培養(yǎng)液中取出來的手指看起來像在微微“冒汗”，由于手指是由電機驅(qū)動的，因此看起來像真手指一樣，機械手指還會發(fā)出咔噠聲。

讓機器人看起來像人類一樣，是類人機器人的首要任務(wù)之一。為了有效地用皮膚細胞覆蓋機器人表面，研究人員建立了一種組織模塑方法，直接模塑機器人周圍的皮膚組織，從而在其手指上無縫覆蓋皮膚。

他們首先將這種機械手指浸入一個裝有膠原蛋白和人真皮成纖維細胞溶液的圓柱模具中，這兩種物質(zhì)是構(gòu)成皮膚結(jié)締組織的主要成分。竹內(nèi)昌次說，由于膠原蛋白和成纖維細胞混合物具有自然收縮趨勢，使其緊密結(jié)合在手指上，這一層為下一層的人類表皮角質(zhì)形成細胞提供了統(tǒng)一的基礎(chǔ)。這些細胞占皮膚最外層的90%，使機械手指的皮膚具有人類皮膚的質(zhì)地和保濕屏障特性。

當機械手指彎曲或伸展時，皮膚有足夠的力量和彈性來承受動態(tài)運動。最外層足夠厚，可用鑷子提起，并且防水，這為其執(zhí)行特定任務(wù)，如處理帶電的微小泡沫塑料提供了多種優(yōu)勢。當受傷時，該皮膚甚至可在膠原蛋白繃帶的幫助下像人類一樣自我愈合，膠原蛋白繃帶逐漸變成皮膚并可經(jīng)受住反復(fù)的關(guān)節(jié)運動。

研究人員表示，這一成果只是創(chuàng)造活體皮膚機器人的第一步。通常人造皮膚比自然皮膚弱得多，如果沒有持續(xù)的營養(yǎng)供應(yīng)和廢物清除機制，就無法長期維持。接下來，研究團隊計劃解決這些問題并在皮膚中融入更復(fù)雜的功能結(jié)構(gòu)，如感覺神經(jīng)元、毛囊、指甲和汗腺。

【總編輯圈點】

機器人名為機器，卻不一定是冰冷生硬、動作機械的，柔軟靈活的仿生機器人近年來層出不窮，不過，能夠有毛囊毛孔，有皮膚指甲，還會微微冒汗的機器手，依然是個中翹楚。盡管這種“機器人”目前還只是一截手指，但在此基礎(chǔ)上，將研制出外觀和功能極其肖似人類的機器人——像人一樣活動，有人的行為。它可以非常敏銳地根據(jù)“聽”到的聲音做出回應(yīng)，也能對“碰”到人和物觸覺反應(yīng)更加靈敏，這將是類人機器人的最高目標。

作者：張佳欣

責編：盧智彬

來源：科技日報