客觀日本

東京大學開發出世界第一個具有 「活體皮膚」的機器人

2022年09月05日 機械/機器人

東京大學研究生院的一研究團隊日前宣佈,他們已成功開發出世界上首個長着「活體皮膚」的機器人。這項研究歷時3年,其成果發表在美國學術期刊《物質》(Matter)的電子版上。

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(圖片:東京大學)

東京大學研究生院資訊理工學系研究科教授竹内昌治(智慧機械資訊學專業)率領的研究團隊找到了一種在機器手指上培養並繁殖人類皮膚細胞的方法,成功製造出覆有約1.5毫米厚的「活體皮膚」的機器手指。

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研究團隊找到了一種在機器手指上培養並繁殖人類皮膚細胞的方法(圖片:東京大學)

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(圖片:東京大學)

過去,人類科技已經可以做到在平面覆蓋上人工培育的皮膚,但培育出的皮膚會劇烈收縮,無法包裹在機器人這樣的立體物上,因而本次研究成果尚屬世界首次。即使機器手指反復運動關節,皮膚也不會破裂,還會像人類皮膚一樣,經常不斷地運動會產生皺紋。

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培育出的「活體皮膚」還會產生皺紋(圖片:東京大學)

傷口可自愈

由於覆蓋在機器人表面的皮膚由活細胞構成,因此這種皮膚也具備和人類皮膚一樣的自愈能力。在實驗中,研究團隊將機器手指的皮膚劃破,並在傷口處貼上膠原蛋白繃帶,觀察到皮膚細胞不斷進行行程和分裂,7天后,傷口癒合。

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「活皮膚」具備傷口自愈的「開墾能力」(圖片:東京大學)

研究團隊認爲,如果是輕微的創傷,那麼不採取任何措施,這種皮膚也很可能自行癒合。人類的皮膚由「表皮」「真皮」「皮下組織」「血管」「神經」等組成,本次研究成功培育出的是「表皮」和「真皮」。

其中,僅真皮就使用了1000萬個細胞。由於機器人沒有血管,不能像人類的手指一樣爲皮膚持續運送「養分」,因此必須浸漬在培養液中補充養分。

研究團隊表示,接下來的課題是將神經、血管植入皮膚,製造出壽命更長的機器人。

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由於沒有血管,因此必須浸漬在培養液中補充養分(圖片:東京大學)

未來的機器人會是什麼樣?

隨着人工智慧技術的隊形變換,機器人的應用場景越來越多。爲了讓那些用於和人類交流的社交機器人,外表看似更像人類,或是保存人類或機器人自身免受撞擊,機器人表面往往使用了矽膠一類的柔軟木料。但這樣的材料會隨着時間流逝逐漸風化作用。假使機器人能擁有像人一樣的皮膚,那麼每次受到傷害時都可以自行開墾,或將有助於減量維護成本。

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東京大學研究生院資訊理工學系研究科教授竹内昌治接受採訪

竹内昌治在接受採訪時指出:「我認爲這樣的技術將來或許可以應用到皮膚移植、研發化妝品及醫藥物時使用的皮膚實驗以及覆蓋人工肢表面的材料等許多領域,此外也可以不用殺生就製作出真皮。」

此外,竹内昌治還表示:「如果機器人變得更像人類,那麼今後10年、20年間,人與機器人的關係也將發生變化。人類要與機器人建立怎樣的關係,這個問題的探討不應該僅僅侷限於科學家内部,也應當與普通民衆充分交流,在推進我們這項研究的程序中,必須取得社會的廣泛認同。」

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