Per imitare meglio gli umani, questi robot si ricoprono di pelle viva

I ricercatori giapponesi hanno sviluppato un metodo per rivestire i robot con pelle viva, simile a quella umana.

L’applicazione delle proprietà della pelle umana ai robot consente loro di trascrivere più fedelmente le emozioni e comunicare in modo più realistico.

Per adattare la pelle umana ai robot, i ricercatori hanno utilizzato una nuova tecnica basata su ancoraggi di tipo perforativo per attaccare il tessuto biologico alla struttura robotica.

Questi ancoraggi si ispirano ai legamenti della pelle umana, che sono piccole strutture di collagene ed elastina che collegano la pelle ai tessuti sottostanti.

Perché usare la pelle viva sui robot?

La pelle umana ha molte proprietà utili per i robot, tra cui la sensibilità tattile, la capacità di autoripararsi e un aspetto umano realistico. In ambienti imprevedibili, i robot possono graffiarsi o danneggiarsi. La capacità della pelle di autoripararsi è quindi cruciale per prolungare la durata della vita e l’efficacia dei robot.

I ricercatori ottengono la pelle sintetica utilizzando una miscela di cellule cutanee umane coltivate in collagene. Questo gel viene quindi fissato su una base in resina stampata in 3D ed è qui che entra in gioco l’ancoraggio di tipo perforato.

L’utilità dell’ancoraggio a perforazione

La superficie di questa struttura in resina è costellata di piccoli fori a forma di V nei quali è alloggiato il gel cutaneo sintetico. Questi sono gli ancoraggi del tipo a perforazione che imiteranno i legamenti della pelle umana e consentiranno alla pelle di attaccarsi saldamente ai tessuti sottostanti pur rimanendo flessibile per ottenere espressioni facciali e movimenti del corpo.

Viene poi effettuato un trattamento al plasma di vapore acqueo per rendere la superficie del dispositivo più idrofila, migliorando così la penetrazione del gel negli ancoraggi. Questo passaggio è essenziale per garantire un solido fissaggio della pelle alla superficie del robot, anche nelle zone difficili da raggiungere.

Un processo più efficiente

I ricercatori hanno prima testato l’efficacia degli ancoraggi utilizzando stampi facciali 3D ricoperti di pelle viva. Hanno dimostrato che gli ancoraggi di tipo perforativo mantenevano la pelle in posizione in modo più stabile rispetto ai metodi implementati in precedenza. I test di contrazione hanno confermato che gli ancoraggi impediscono alla pelle di restringersi eccessivamente, il che è fondamentale per mantenere l’integrità della pelle a lungo termine.

Sono state effettuate prove di trazione per misurare la resistenza degli ancoraggi. Ciò ha determinato che gli ancoraggi di diametro maggiore aumentavano la resistenza alla trazione, sebbene fosse necessario bilanciare le dimensioni degli ancoraggi con lo spazio che occupavano sul dispositivo.

Pelle sintetica, un’idea non ancora sufficientemente sostenibile

Questo nuovo metodo di ancoraggio di tipo perforativo rappresenta un progresso significativo nel campo della robotica bioibrida. Imitando la struttura dei legamenti della pelle umana, questa tecnica consente alla pelle vivente di essere fissata saldamente alle superfici robotiche, pur mantenendo la flessibilità necessaria per le espressioni e i movimenti facciali. Ciò apre la strada a robot più realistici e funzionali in grado di adattarsi e ripararsi in ambienti complessi.

Tuttavia, i ricercatori giapponesi sottolineano che la pelle sintetica attualmente non è sostenibile. È privo di reti nervose e vasi sanguigni. Senza nutrienti né umidità, non sopravvive a lungo all’aria aperta.