近日，一項發表于《細胞報告》的研究報道了一種能夠附著于機器人臉部且做出表情的培養皮膚。研究人員表示，這種皮膚有望成為人形機器人的理想覆蓋材料，使機器人以更逼真的方式表達情感和交流。
“隨著人工智能技術的發展和其他技術的進步，機器人需要扮演的角色擴展了，機器人覆蓋材料所需的功能也發生了變化。”該論文作者之一、美國哈佛大學的Michio Kawai說，為了將培養皮膚應用于機器人，有必要構建3D皮膚等效物，這種類人皮膚可以幫助機器人更好地與人交流，完成各種任務。
Kawai研發出的皮膚是在膠原蛋白支架中生長并被放置在3D打印樹脂基底上的人類皮膚細胞混合物。而與之前類似實驗培養皮膚不同的是，這種能做出微笑表情的皮膚含有類似人類和其他動物的“韌帶”。這些韌帶等效物被埋在皮膚下的組織層中，以實現連接，維持皮膚形態并賦予其難以置信的力量和靈活性。
Kawai和同事將這些韌帶等效物稱為“穿孔型錨”，因為它們是通過在機器人的樹脂底座上穿孔，并讓微小的V形空腔充滿活組織而產生的。這反過來有助于機器人上附著的皮膚維持形態。這種方法既可以實現流暢的面部表情和身體運動，又消除了傳統突起點固定的缺點，保持了機器人的美學完整性。
研究團隊將這種皮膚分別附著在一張幾厘米寬的可活動微笑機器人臉上和一個大小相似但無法自主活動的3D人頭上進行測試，驗證了其性能。
研究人員表示，這項工作還可能給化妝品行業帶來意想不到的好處。Kawai說，在一項實驗中，他們讓這個附著有培養皮膚的小機器人臉保持微笑表情一個月，發現它可以復現皮膚表情皺紋的形成。
“能夠重現皺紋形成的手掌大小的皮膚模型，有可能用于旨在預防、延遲或改善皺紋形成的新化妝品和護膚品的測試中。”Kawai說，不過，這種皮膚仍缺乏真正人類皮膚具有的一些功能。此外，由于該皮膚既缺乏傳感功能，又沒有血管提供營養和水分，因此它無法在空氣中長期保持活力。
“為了解決上述問題，將神經機制和灌注通道融入皮膚組織中是我們當前面臨的挑戰。”Kawai說。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2024.102066