Добавить новость
ru24.net
Интернет
Декабрь
2024
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Искусственный человек: как учёные создают кожу для людей и роботов?

0

Как только фантасты и учёные заговорили о роботах, то буквально сразу их стали представлять в образе человека. Выглядит так же — кожаный, волосатый, разговаривает, только внутри железный и без чувств, аля Терминатор. Сможем ли мы сейчас изготовить робота, который внешне был бы похож на человека? Ну или хотя бы создать кожу? И подойдёт ли она самому человеку?

Кожа — самый большой человеческий орган. Она защищает нас от внешних воздействий: жары и холода, механических повреждений, инфекций и различных микробов. Учёные стремятся создать искусственный вариант кожи — и людям помочь, и роботов «одеть».

Пересадка кожи практикуется уже давно, например, когда человек теряет большой процент кожного покрова после сильнейших ожогов или иных происшествий, но «выведенный в пробирке» аналог начали разрабатывать совсем недавно. Можно ли будет создать то, что подойдёт и человеку, и роботу?

Работа идёт полным ходом
Freepik

Операции в 2025 году

В России разработка «электронной кожи» идёт полным ходом: в прошлом году сотрудники Московского института электронной техники и Сеченовского университета смогли сделать тонкие, легкие и прочные пластины, которые могут передавать чувствительность настоящего кожного покрова. Для этого учёные изучали кончики языка и пальцев, чтобы максимально точно воссоздать чувство осязания, но, пока это только это разработка сенсоров, а не полноценного заменителя настоящей кожи.

Правда, пока до практического применения дело не дошло, потому что нужна подходящая основа. А тут как раз в 2025 году собираются проводить клинические испытания искусственной кожи, на которую, возможно, получится прикрепить прошлогоднюю разработку.

Учёные из НИЦ Курчатовского института разработали аналог кожи человека для лечения ожогов и исследования кожных заболеваний. В её составе основа из биополимеров и клеток будущего пациента. Такой метод не даст человеческому организму отторгать подобный заменитель и поможет регенерировать настоящей коже.

Это клеточные технологии, то есть использование клеток и использование различных полимеров, создание матриксов, в которых встраиваются эти клетки. Это комбинированная вещь. Мы работаем на уровне самых продвинутых технологий в данном направлении.

Раиф Василов
Замруководителя Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий

Только вот есть нюанс. Эта разработка выделяется тем, что отлично восстанавливает человеческий организм, так как в ней используется инновационный полимерный материал, который может рассасываться и разлагаться, а это стимулирует клетки кожного покрова восстанавливаться. Это хороший показатель, а на практике её будут использовать со следующего года.

Потенциально, это можно будет объединить с разработкой московских учёных: нарастили кожу на руке, ещё и с сенсорами — чувствуешь прикосновения, а клетки регенерируют. Звучит здорово, но к роботам такое притянуть будет проблематично, хотя и возможно.

Неожиданно...
Pikabu

Утконос не только смешной зверёк

В Китае же учёные вдохновились утконосами и решили воссоздать мультирецепторную кожу, которая способна на расстоянии определять, что это за объект и из какого материала он создан.

У утконоса две сенсорные системы: на суше он может видеть и чувствовать запахи, но под водой глаза и ноздри закрываются водонепроницаемыми перепонками. И тут в ход идёт электрорецепция — способность ощущать электрические поля, чувствовать электрические и механические воздействия на окружающую среду, что помогает утконосам добывать добычу или избегать опасности.

Китайские учёные «подглядели» у утконосов такую сенсорную систему и решили использовать контактную электризацию и электростатическую индукцию для создания искусственной кожи. Получается так, что кожа контактирует с предметом и генерирует заряд, которые позволяет коже воспринимать тактильные стимулы.

Причина появления этой разработки
Unsplash / Michael Jerrard

А электростатическую индукцию используют для того, чтобы на расстоянии можно было определять вид материала. Основа кожи реагирует с наночастицами, поэтому усиливается диэлектрическая поляризация, что позволяет системе воспринимать изменения электрический полей.

Вся эта сложная схема позволяет понимать, пластик перед вами или стекло, при этом, с нехилого расстояния. Результаты впечатляют — процент правильного определения составил 99,5%, а искусственная кожа смогла обнаружить мех с 135 сантиментов, резину с 90, а пластик с 80 сантиметров.

Конечно, классно, что можно будет различать предметы с такого большого расстояния, хотя, такой навык пригодится скорее роботам, а не людям. До конца неясно, как именно электромагнитные поля и вся эта техника могут повлиять на живой организм, да и подходящей основы для пересадки таких сенсоров на человека нет. Разработка хорошая, но не даст полноценно заменить кожу.

Выглядит жутко
Department of Mechano-Informatics, Graduate School of Information Science and Technology, The University of Tokyo

Японцы и роботы

Ближе всего к созданию универсальной кожи ( и для роботов, и для людей) подобрались в Японии. Ещё в 2022 году они создали первый прототип для робота из человеческих клеток, а сейчас они занимаются её модернизацией.

Японские учёные смогли повторить структуру человеческой кожи и связок, используя V-образные перфорации в твердых материалах. Благодаря естественной гибкости и прочности искусственной кожи, она может двигаться вместе с механизмом робота, при этом не рваться и не отслаиваться.

Для этого специалисты использовали коллагеновый гелий для адгезии, то есть скрепления разнородных тел. Этот материал достаточно вязкий и тяжело проникает в маленькие отверстия, чтобы это исправить использовали плазменную обработку — так искусственная кожа держится лучше.

Всё ещё жутко
Department of Mechano-Informatics, Graduate School of Information Science and Technology, The University of Tokyo

Такая кожа на роботе держится крепче, повторяет все биологические функции человеческой кожи, и если её модернизировать, то робот станет точной копией человека, что позволит проводить тесты на безопасность с такими «кожаными» помощниками.

Но этого не достаточно

Такие разработки имеют довольно узкий профиль: тут вам и кожа для заживления ран,и новый сенсор, и покрытие для робота. Получается, чтобы полностью имитировать кожу, придётся все эти разработки соединить. Нужны ведь и хороший внешний вид, и приемлемая чувствительность, и устойчивость к повреждениям, а такого пока, увы, нет.

И ближайшие несколько лет точно не будет: операции по пересадке искусственной кожи человеку — редкое явление, но в России хотят ввести подобное в практику на постоянной основе. Хотя есть сомнения, будут ли такие разработки использовать, а жаль, ведь пользы от них много.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus




Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
WTA

Топ-теннисисток затравили хейтеры за слова о Китае. А WTA вообще запретила им говорить






«ЯРКО» приняла участие в благотворительном празднике центра помощи многодетным семьям «МногоМама»

Севмаш провел финальный этап Всероссийской судостроительной олимпиады

«Абхазия, Россия больше терпеть не станет!» После запрета на ввоз мандаринов абхазский депутат сделал заявление

Стало известно, какие вопросы задают дети про Деда Мороза