Agencias/Ciudad de México.- Piel humana viva creada para los robots por científicos japoneses no sólo ha dado a un dedo robótico una textura parecida a la de la piel, sino también funciones de repelencia al agua y autocuración.
“El dedo tiene un aspecto ligeramente ‘sudoroso’ nada más salir del medio de cultivo –explica el primer autor, Shoji Takeuchi, profesor de la Universidad de Tokio (Japón), que ha publicado el avance en la revista Matter–. Dado que el dedo es accionado por un motor eléctrico, también es interesante escuchar los chasquidos del motor en armonía con un dedo que parece real”.
Tener un aspecto “real” como el de un humano es una de las principales prioridades de los robots humanoides, a los que a menudo se les encomienda la tarea de interactuar con los humanos en los sectores de la sanidad y los servicios, porque una apariencia similar a la humana puede mejorar la eficacia de la comunicación y evocar simpatía.
Aunque la piel de silicona que se fabrica actualmente para los robots puede imitar la apariencia humana, se queda corta cuando se trata de texturas delicadas como las arrugas y carece de funciones específicas de la piel. Los intentos de fabricar láminas de piel viva para cubrir a los robots también han tenido un éxito limitado, ya que es difícil adaptarlas a objetos dinámicos con superficies irregulares.
“Con ese método, hay que contar con las manos de un artesano experto que pueda cortar y adaptar las láminas de piel –explica Takeuchi–. Para cubrir eficazmente las superficies con células de piel, establecimos un método de moldeado de tejidos para moldear directamente el tejido de la piel alrededor del robot, lo que dio como resultado una cobertura de piel sin fisuras en un dedo robótico”.
Para elaborar la piel, el equipo sumergió primero el dedo robótico en un cilindro lleno de una solución de colágeno y fibroblastos dérmicos humanos, los dos componentes principales que forman los tejidos conectivos de la piel.
Takeuchi afirma que el éxito del estudio radica en la tendencia natural a la contracción de esta mezcla de colágeno y fibroblastos, que se encogió y se ajustó al dedo.
Scientists take us a step closer to #biohybrid robots by creating a functioning robotic finger covered in living #human skin. What's more, the skin allows the finger to repel water and self-heal.
Read more in @Matter_CP: https://t.co/Vw2YoBurL8@UTokyo_News_en Shoji Takeuchi pic.twitter.com/kueCujhMKk
— Cell Press (@CellPressNews) June 9, 2022
Como si se tratara de una imprimación, esta capa proporcionó una base uniforme para que se adhiriera la siguiente capa de células, los queratinocitos epidérmicos humanos. Estas células constituyen el 90% de la capa más externa de la piel, lo que confiere al robot una textura similar a la de la piel y propiedades de barrera para retener la humedad.
La piel creada tenía la suficiente resistencia y elasticidad para soportar los movimientos dinámicos del dedo robótico al curvarse y estirarse. La capa más externa era lo suficientemente gruesa como para poder levantarla con unas pinzas y repelía el agua, lo que ofrece varias ventajas a la hora de realizar tareas específicas como la manipulación de espuma de poliestireno diminuta cargada electrostáticamente, un material que suele utilizarse en los envases.
Cuando se hería, la piel fabricada podía incluso autocurarse como la de los humanos con la ayuda de un vendaje de colágeno, que se transformaba gradualmente en la piel y soportaba repetidos movimientos de las articulaciones.
“Nos sorprende lo bien que se adapta el tejido de la piel a la superficie del robot –reconoce Takeuchi–. Pero este trabajo es sólo el primer paso hacia la creación de robots cubiertos de piel viva”.
La piel desarrollada es mucho más débil que la natural y no puede sobrevivir mucho tiempo sin un suministro constante de nutrientes y eliminación de residuos. Así que ahora Takeuchi y su equipo planean resolver esos problemas e incorporar estructuras funcionales más sofisticadas dentro de la piel, como neuronas sensoriales, folículos pilosos, uñas y glándulas sudoríparas.
“Creo que la piel viva es la solución definitiva para dar a los robots el aspecto y el tacto de los seres vivos, ya que es exactamente el mismo material que recubre los cuerpos de los animales“, resalta Takeuchi.
En conjunto, esta investigación es un paso importante hacia los robots biohíbridos que tienen una combinación de materiales vivos y materiales artificiales. Los robots biohíbridos exhibirían capacidades sensoriales superiores, conversión de energía altamente eficiente, autoorganización y funciones de autorreparación como los organismos vivos, que hasta ahora han sido difíciles de lograr solo con materiales artificiales. En este estudio, al cubrir un dedo robótico con el equivalente de la piel, demostramos la posibilidad no solo de reconstruir la textura visual de la piel, sino también de replicar las capacidades únicas de los organismos vivos utilizando biomateriales que pueden funcionar en el aire y exhibir la autorreparación. . Creemos que estos resultados crearán un nuevo paradigma para los robots biohíbridos.
Científicos proponen cubrir los robots humanoides con piel cultivada en el laboratorio a partir de células vivas (fibroblastos, queratinocitos, etc.) e hidrogeles de matriz extracelular, como el colágeno. https://t.co/uUicMlUovA pic.twitter.com/nnhSTyBeCR
— Enrique Coperías (@CienciaDelCope) June 9, 2022
