과학자들이 예술가들이 꿈꾸는 미래를 창조하는 데 가까워지는 순간이 있다. 도쿄 대학(University of Tokyo)의 연구원들은 공상과학 표준인 로봇을 위한 살아있는 인간 피부를 현실로 만드는 데 한 걸음 더 다가섰다.

진짜 세포로 만든 살아있는 피부는 인조 피부가 흉내내기 힘든 리얼한 질감을 가지고 있을 뿐만 아니라 수분을 차단하고 스스로 치유하는 능력을 가지고 있다.

"나는 살아있는 피부가 동물의 몸을 덮는 것과 똑같은 재료이기 때문에 로봇에게 살아있는 생물의 모양과 촉감을 부여하는 궁극적인 솔루션이라고 생각한다."고 이번 연구의 제1저자이자 바이오하이브리드 시스템을 연구하는 도쿄 대학의 프로젝트 교수인 Shoji Takeuchi는 말했다.

로봇 생물학

바이오하이브리드 시스템은 더 나은 로봇과 기계를 엔지니어링하기 위해 생명을 찾는다. 오랜 시간에 걸쳐 연마된 복잡하고 복잡한 작업을 수행하는 생물학의 능력은 종종 강점과 효율성의 모델이다.

Takeuchi를 포함한 연구원들은 APL Bioengineering 저널에 "생물학적 기계는 수백만 년 동안 진화해 왔으며 이제 작동에서 감지 및 전원 공급에 이르는 다양한 기능을 병합할 수 있다."라고 말했다.

이에 비해 로봇을 감지하고 활성화하는 기술은 섬세하게 표현하자면 "아직 충분하지 않다".

현재 로봇용 인간 피부의 상태가 문제를 시사한다.

"휴머노이드는 의료 환경, 간호 상황 및 서비스 산업에서 인간과 상호 작용하기 위해 광범위한 작업을 수행할 수 있는 로봇이다."라고 연구원들은 Matter에 게재된 연구에서 썼다.

그 필요성은 피부 깊숙이 있는 것 이상이다. 우리가 휴머노이드 로봇을 배치하는 작업은 호감을 주고 최대한 그들과 함께 일하기 위해 우리와 비슷하게 생겼어야 한다.

로봇의 피부로 자주 사용되는 실리콘은 유기적으로 보일 수 있지만, 진품의 미묘한 신호인 주름과 같은 복잡한 질감을 복제하는 것은 어렵다. 그리고 자가 치유와 같은 진정한 피부를 우월하게 만드는 특성이 여전히 부족하다고 연구원들은 밝혔다.

지금까지 로봇을 위한 살아있는 피부를 만드는 것은 제한된 성공을 거두었다. 로봇의 고르지 않고 움직이는 표면에 유기 물질을 맞추기가 어렵다.

Takeuchi는 "이 방법을 사용하려면 피부 시트를 자르고 재단할 수 있는 숙련된 장인의 손이 있어야 한다."라고 말했다.

로봇을 위한 진정한 살아있는 피부

도쿄 대학 팀은 이제 로봇 주위에 피부를 형성하여 로봇 손가락 위에 "원활한 피부 커버"를 제공하는 새로운 "조직 성형 방법"을 개발했다.

팀은 인간 진피 섬유아세포(피부 세포의 일종)와 콜라겐(피부의 두 가지 주요 성분)의 혼합물에 로봇 손가락을 담그었다.

이러한 성분은 자연적으로 수축하는 경향이 있으며 이것이 성공을 뒷받침한다고 Takeuchi는 말한다. 수축으로 인해 손가락에 밀착되면서 피부가 팽팽하게 밀착된다.

이 층을 기초로 연구원들은 피부 표면에서 가장 많은 부분을 차지하는 표피 각질세포라고 하는 인간 피부 세포 층에 페인트를 칠했다. 이것은 로봇 피부에 인간의 질감과 방수 기능을 부여했다.

Takeuchi는 "손가락이 배지에서 바로 약간 땀이 나는 것처럼 보인다."고 말했다. 그런 현실적인 육체를 보았지만 그것을 구동하는 모터를 듣는 것은 ... 흥미로운 것으로 판명되었다.

살아 있는 피부는 손가락의 움직임을 견딜 수 있을 만큼 단단했고 족집게로 들어갈 수 있을 만큼 두껍고 콜라겐 붕대를 사용하여 스스로 치유할 수도 있다.

"우리는 피부 조직이 로봇의 표면에 얼마나 잘 맞는지 놀랐다."라고 Takeuchi는 말했다. "하지만 이 작업은 살아있는 피부로 덮인 로봇을 만들기 위한 첫 번째 단계일 뿐이다."

다음으로 팀은 모낭, 땀샘, 손톱 및 뉴런과 같은 사실감을 완성할 보다 복잡한 구조를 통합하려고 한다.

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