Durchbruch bei der Robotik: Neue künstliche Haut verleiht Robotern lebensechte Eigenschaften und verbesserte Funktionen

BerlinForscher haben eine neue Methode entwickelt, um künstliche Haut an Roboter zu befestigen. Unter der Leitung von Professor Shoji Takeuchi von der Universität Tokio hat das Team eine Technik geschaffen, die das Verbinden von Hautgewebe mit verschiedenen Formen ermöglicht. Diese Innovation bietet zahlreiche Vorteile für Roboter.

• Verbesserte Beweglichkeit
• Selbstheilungskräfte
• Integrierte Sensorik
• Naturgetreues Aussehen

Die Inspiration kam von der Untersuchung menschlicher Haut. Das Team bohrte kleine Löcher in das Gesicht des Roboters, um eine Hautschicht zu befestigen. Diese Methode könnte in der Kosmetik und bei der Ausbildung von plastischen Chirurgen nützlich sein. Das Biohybrid Systems Laboratory von Takeuchi arbeitet daran, Biologie und Maschinenbau zu vereinen. Sie haben zahlreiche neue Erfindungen entwickelt, wie zum Beispiel:

• Minioroboter, die mit biologischem Muskelgewebe laufen
• Laborgezüchtetes Fleisch aus dem 3D-Drucker
• Gezüchtete Haut, die sich selbst heilen kann

Takeuchi strebte in seiner Forschung nach einer besseren Verbindung zwischen Roboterteilen und Hautschichten. Er erklärte, dass sie die Verbindung menschlicher Haut mit Geweben nachahmten und V-förmige Einschnitte in festen Materialien verwendeten, um die Haut an komplexen Formen zu befestigen. Auf diese Weise kann sich die Haut mit dem Roboter bewegen, ohne zu reißen oder sich zu lösen.

Frühere Methoden verwendeten kleine Anker oder Haken, um die Haut an festen Oberflächen zu befestigen, was jedoch beim Bewegen zu Schäden führen konnte. Die neue Technik besteht darin, kleine Löcher zu machen, sodass die Haut auf nahezu jede Form aufgebracht werden kann. Das Team nutzte ein spezielles Collagen-Gel, um die Haut anzubringen. Da Collagen dickflüssig und schwer in kleine Löcher zu bringen ist, setzten sie eine Plasmabehandlung ein, um das Collagen in die Löcher zu füllen und die Hautoberfläche nah am Untergrund zu halten.

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Takeuchi sprach über die Herausforderungen bei der Arbeit mit weichen, feuchten biologischen Geweben. Er erklärte, dass es schwierig ist, diese Gewebe zu handhaben, da sie steril bleiben müssen. Andernfalls können Bakterien eindringen und das Gewebe stirbt ab. Jetzt verfügen Roboter jedoch über lebende Haut, die ihnen neue Fähigkeiten wie Selbstheilung verleiht. Chemische Materialien können sich ebenfalls selbst reparieren, benötigen jedoch Auslöser und wachsen nicht wie Zellen. Biologische Haut kann kleine Schnitte genauso wie menschliche Haut heilen.

Diese Forschung hat praktische Anwendungen. Takeuchi und sein Team planen, diese Technologie in medizinischen Studien einzusetzen. Ein System mit einem detaillierten Hautmodell könnte bei der Forschung zur Hautalterung, Kosmetik, Chirurgie und vielem mehr helfen. Eingebaute Sensoren könnten die Fähigkeit von Robotern verbessern, ihre Umgebung zu verstehen und mit ihr zu interagieren.

Es gelang ihnen, den Roboter menschenähnlich aussehen zu lassen. Takeuchi erklärte, dass sie ein Gesicht aus denselben Materialien und mit derselben Struktur wie menschliche Haut gefertigt haben. Dabei traten neue Herausforderungen auf, wie Oberflächenfalten und eine dickere äußere Hautschicht, um ein natürlicheres Aussehen zu erzielen. Durch die Hinzufügung von Schweißdrüsen, Poren, Blutgefäßen, Fett und Nerven könnte die Ähnlichkeit weiter verbessert werden. Auch die Bewegung spielt eine entscheidende Rolle. Für menschliche Gesichtsausdrücke sind fortschrittliche Aktuatoren oder künstliche Muskeln im Inneren des Roboters notwendig.

Forscher sind begeistert von der Entwicklung von Robotern mit selbstheilender Haut, verbesserten Sensoren und menschenähnlichen Fähigkeiten.