Tokyo, Japan – Japanska forskare har utvecklat en teknik för att fästa självläkande, levande hud på ett robotansikte och få det att ”le”.
Forskarna, ledda av professor Shoji Takeuchi vid University of Tokyos Biohybrid Systems Laboratory, kopplade odlad hudvävnad i likhet med ett mänskligt ansikte till ett manöverdon – en extern mekanisk anordning – med hjälp av ”ankare” som efterliknar hudligament.
I en video som släppts av teamet kan forskarna ses manipulera huden till ett leende utan att få vävnaden att klumpas, slitas eller fastna på plats.
Tidigare försök att fästa vävnad från mänskliga celler till en fast yta skulle resultera i att huden skadades när den var i rörelse.
Medan Takeuchis köttiga rosa klump påminner mer om en barns animerade karaktär än ett mänskligt ansikte, hoppas forskarna att genombrottet kommer att bana väg för realistiska humanoider i framtiden.
Uppmuntrad av resultaten tittar Takeuchi nu på helheten.
”Vår odlade hud syftar till att replikera hela skalan av biologiska funktioner som finns i mänsklig hud, inklusive aktiviteten av ansiktsmuskler, svettkörtlar, talgkörtlar, porer, blodkärl, fett och nerver,” sa han till Bladet.
”Denna omfattande funktionalitet skulle möjliggöra mer verklighetstrogna och interaktiva robotapplikationer.”
Förespråkare av biohybridrobotik tror att sådana framsteg en dag kan förebåda en samhällelig revolution där människor lever tillsammans med humanoider som ser ut och fungerar identiska med riktiga människor.
Levande hud, i synnerhet, skulle kunna tillåta robotar att känna känslor och bättre kommunicera med sina mänskliga motsvarigheter, vilket i slutändan sudda ut gränsen mellan homo sapiens och maskiner.
Medan visioner av en humanoid bebodd utopi – eller dystopi – kan tyckas långsökta för närvarande, kommer biologiska robotar, och deras åtföljande moraliska och etiska problem, sakta in i världens kollektiva medvetande.
Takeuchis team vid Tokyo University är bara i embryonalstadiet av sitt arbete, vilket också har inkluderat utveckling av minirobotar som går med hjälp av biologisk muskelvävnad och 3D-printat labbodlat kött, samt forskning om artificiella cellmembran, neurala nätverk och implanterbara enheter .
Takeuchi tror att det kommer att dröja ”lång tid” innan robothuden är nära 100 procent realistisk, eftersom betydande framsteg behövs i textur, färg och integrering av biologiska komponenter.
”Medan vi strävar efter att skapa mer verklighetstrogna robotar, är vårt mål att förbättra deras användbarhet och interaktionsförmåga,” sa han.
Rafael Mestre, huvudforskare vid Biohybrid Futures-projektet baserat vid University of Southampton i Storbritannien, har följt det japanska lagets forskning med en känsla av fascination.
”Beläggning [robotic] enheter med någon sorts hud – precis som våra organ är isolerade av vår hud – för att skydda dem och säkerställa att de har rätt förhållanden och näringsämnen är ett av de första stegen mot deras faktiska användning, säger Mestre till Bladet.
– Men det är en lång väg kvar att gå.
Mestre hävdar att vävnad som produceras för robotar kommer att behöva utvärderas noggrant eftersom forskning om interaktionen mellan hudceller och robotytor fortfarande är i sin linda.
”Jag misstänker att de första exemplen vi ser kommer att vara konstgjord hud som fungerar som täckmantel för en småskalig och enkel biohybridrobot baserad på muskelvävnad som kan utföra någon grundläggande form av aktivering eller rörelse, snarare än i en humanoid robot med en äkta hudansikte, sa han.
Mestre ser många potentiella tillämpningar för sådana tekniker om forskningen fortsätter att gå framåt, såsom plastikkirurgi, forskning mot åldrande och drogtester.
Andra aktiva forskningsområden inkluderar insektscyborgs – ett område av intresse för USA:s regerings DARPA-byrå sedan 2006 – och biohybridrobotar som används för att rensa hav eller sök- och räddningsoperationer.
Missbruk och missbruk
Oron för missbruk och missbruk av framtida teknik har också lett till krav på att skyddsåtgärder ska införas.
I en nyligen publicerad artikel publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, efterlyste forskare vid University of Southampton bättre regelverk och etiska riktlinjer för utveckling av biohybridrobotik.
Författarna, som inkluderade Mestre, pekade ut tre huvudområden av oro inom det begynnande området: hur biorobotar kommer att interagera med människor och ekosystem, den potentiella integrationen av biorobotar i mänskliga kroppar och etiska överväganden angående en biorobots moraliska status.
Takeuchi erkänner etiska farhågor och säger att det kommer att vara avgörande att implementera regulatoriska åtgärder och riktlinjer för att säkerställa att tekniken används på ett ansvarsfullt sätt.
”Medan att skapa verklighetstrogna robotar erbjuder många fördelar, måste vi noggrant överväga konsekvenserna och upprätthålla transparens och kontroll över deras utveckling och driftsättning,” sa han.
Mestre anser att det inte borde krävas uppfinningen av realistiska humanoida robotar för att etiska frågor ska lösas.
”Skapar vi något slags nytt hybridliv? Vad händer om vi släpper ut dem i naturen och de påverkar den trofiska kedjan och miljön? Eller tänk om de används för att förbättra människor, som biohybridproteser, och väldigt få människor har råd med dem, och [it therefore] ökar ojämlikheterna?” sa han.
”Den här tekniken utvecklas med liten uppmärksamhet från allmänheten och beslutsfattare… Det är absolut nödvändigt att vi börjar föra samtal om framtiden vi vill ha i relation till denna teknik.”