新研究：ロボット用特製肌が自己修復とリアルな外観を可能にするブレークスルー

Tokyo研究者たちはロボットに人工皮膚を取り付ける新しい方法を発見しました。東京大学の竹内祥司教授が率いるこのチームは、様々な形状に皮膚組織を結合する技術を開発しました。この革新はロボットにとって多くの利点をもたらします。

• 運動能力の向上
• 自己修復能力
• センサー機能の組み込み
• よりリアルな外観

人間の皮膚を研究することから着想を得たこのアイデアは、ロボットの顔に小さな穴を開け、その上に皮膚の層を固定しました。この技術は化粧品や整形外科医の訓練に役立つ可能性があります。竹内の「バイオハイブリッドシステム研究室」では、生物学と機械工学の融合に取り組んでおり、多くの新しい発明を行っています。

• 生体筋組織を利用して歩行する小型ロボット
• 3Dプリントされた培養肉
• 自己修復可能な人工皮膚

竹内は研究において、ロボットのパーツと皮膚層との接合をより良くしたいと考えていました。彼によれば、人間の皮膚が組織に接続する方法を模倣し、固体素材にV字型の切り込みを入れることによって、複雑な形状の部分に皮膚を取り付けたそうです。結果として、その皮膚はロボットと共に動くことができ、破損したり剥がれたりすることがありません。

従来の方法では、小さなアンカーやフックを使って皮膚を固い表面に固定していましたが、動かすときにダメージを与えることがありました。新しい手法では、小さな穴を開けることで、皮膚をほぼどんな形にも適用できるようにしています。チームは特別なコラーゲンジェルを使って皮膚を貼り付けました。コラーゲンは粘性が高いため、小さな穴に入れるのが難しいですが、プラズマ処理を用いることで、コラーゲンが穴を満たし、皮膚が表面に密着するようにしていました。

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竹内氏は柔らかく湿った生体組織を扱う際の問題について語りました。その組織は無菌状態を保たないと細菌が入り込んで組織が死んでしまうため、取り扱いが難しいと述べました。しかし、今や生きている皮膚を持つロボットは自己修復といった新たな能力を持つことができます。化学材料も自己修復が可能ですが、何らかのトリガーが必要で、細胞のように成長することはありません。生物学的な皮膚は、人間の皮膚と同様に小さな切り傷を修復できるのです。

この研究には実際の応用が期待されています。竹内氏とそのチームは、この技術を医療研究に活用する予定です。詳細な皮膚モデルを備えたシステムは、皮膚の老化、化粧品、手術などの研究に役立つ可能性があります。また、内蔵されたセンサーにより、ロボットの周囲環境を理解し相互作用する能力が向上するでしょう。

彼らはロボットを多少人間に似せることに成功しました。竹内さんによると、人間の皮膚と同じ素材と構造を使用して顔を作りました。新たな課題として、表面のしわや厚い外皮層がより人間らしい外観を実現するために発生しました。汗腺や毛穴、血管、脂肪、神経を追加することで改善できるかもしれません。動きも重要です。人間らしい表情を作るには、ロボット内部に高度なアクチュエーターや筋肉が必要です。

研究者たちは、自己修復可能な皮膚や、センサーの性能向上、そして人間のようなスキルを持つロボットの開発に意欲を燃やしています。