Robótica de última geração: cientistas desenvolvem uma pele que se cura, dá sensação e parece humana

Crédito: ©2024 Takeuchi et al. CC-POR-ND

doi.org/10.1016/j.xcrp.2024.102066
Credibilidade: 999
#Robôs 

Cientistas desenvolveram um método para anexar pele projetada a robôs, melhorando sua funcionalidade e aparência

Pesquisadores japoneses desenvolveram um método para ligar tecidos de pele projetados a robôs humanóides, melhorando sua mobilidade, habilidades de autocura e capacidades sensoriais.

Essa técnica envolve perfurações especiais que permitem que a pele adira melhor e se mova com as peças mecânicas do robô.

Os avanços podem impactar significativamente a pesquisa médica, os testes cosméticos e o desenvolvimento de robôs mais realistas.

Atuação de uma face robótica coberta com equivalente à derme

O tecido da pele projetado e a maneira como ele adere à complexa estrutura subjacente das características do robô foram inspirados nos ligamentos da pele dos tecidos humanos. Crédito: ©2024 Takeuchi et al. CC-POR-ND

Avanços em sistemas biohíbridos A pesquisa foi liderada pelo professor Shoji Takeuchi, da Universidade de Tóquio, pioneiro no campo da robótica biohíbrida.

Seu laboratório, o Biohybrid Systems Laboratory, criou minirobôs que andam usando tecido muscular biológico, carne cultivada em laboratório impressa em 3D, pele projetada que pode curar e muito mais.

Foi durante a pesquisa sobre o último desses itens que Takeuchi sentiu a necessidade de levar adiante a ideia da pele robótica para melhorar suas propriedades e capacidades.

Durante pesquisas anteriores sobre um robô em forma de dedo coberto com tecido de pele projetado que crescemos em nosso laboratório, senti a necessidade de uma melhor adesão entre as características robóticas e a estrutura subcutânea da pele,- disse Takeuchi.

Ao imitar estruturas ligamentares da pele humana e ao usar perfurações em forma de V especialmente feitas em materiais sólidos, descobrimos uma maneira de ligar a pele a estruturas complexas.

A flexibilidade natural da pele e o forte método de adesão significam que a pele pode se mover com os componentes mecânicos do robô sem rasgar ou descascar.

O novo método de ancoragem permite que o tecido flexível da pele se adapte a qualquer formato ao qual esteja fixado. Neste caso, uma face robótica relativamente plana é feita sorrir e a pele se deforma sem constranger o robô, retornando posteriormente à sua forma original. Crédito: ©2024 Takeuchi et al. CC-POR-ND

Técnicas inovadoras de fixação da pele

Os métodos anteriores para fixar o tecido da pele a superfícies sólidas envolviam coisas como mini âncoras ou ganchos, mas estes limitavam os tipos de superfícies que poderiam receber revestimentos de pele e causar danos durante o movimento.

Ao projetar cuidadosamente pequenas perfurações, essencialmente qualquer formato de superfície pode ter pele aplicada a ela.

O truque que a equipe empregou foi usar um gel de colágeno especial para adesão, que é naturalmente viscoso e difícil de alimentar nas minúsculas perfurações.

Mas, usando uma técnica comum de adesão plástica chamada tratamento com plasma, eles conseguiram induzir o colágeno nas estruturas finas das perfurações, ao mesmo tempo que mantinham a pele próxima à superfície em questão.

Outros métodos para ligar o tecido da pele a estruturas sólidas apresentam limitações. Este novo método pode funcionar em superfícies complexas, curvas e até mesmo móveis. Crédito: ©2024 Takeuchi et al. CC-POR-ND

Implicações e melhorias futuras

Esta pesquisa não foi feita apenas para provar um ponto.

Takeuchi e seu laboratório têm um objetivo em mente para esta aplicação que pode ajudar em diversas áreas da pesquisa médica.

A ideia de um órgão em um chip não é especialmente nova e pode ser usada em coisas como o desenvolvimento de medicamentos, mas algo como um rosto em um chip poderia ser útil em pesquisas sobre envelhecimento da pele, cosméticos, procedimentos cirúrgicos, plásticos, cirurgia e muito mais.

Além disso, se os sensores puderem ser incorporados, os robôs poderão ser dotados de uma melhor consciência ambiental e de melhores capacidades interativas.

Neste estudo, conseguimos replicar a aparência humana até certo ponto, criando um rosto com o mesmo material de superfície e estrutura dos humanos”, disse Takeuchi.

Além disso, através desta pesquisa, identificamos novos desafios, como a necessidade de rugas superficiais e uma epiderme mais espessa para obter uma aparência mais humana.

Acreditamos que a criação de uma pele mais espessa e realista pode ser alcançada através da incorporação de glândulas sudoríparas, glândulas sebáceas, poros, vasos sanguíneos, gordura e nervos.

É claro que o movimento também é um fator crucial, e não apenas o material, por isso outro desafio importante é criar expressões semelhantes às humanas, integrando atuadores sofisticados, ou músculos, dentro do robô.

Criar robôs que possam se curar, sentir o ambiente com mais precisão e executar tarefas com destreza humana é incrivelmente motivador.-


Publicado em 09/07/2024 22h34

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