У робота, сделанного в Японии, «живая» кожа

Мягкий розовый комочек смотрит в камеру стеклянными глазами, а затем на его лице появляется улыбка с ямочками.

Хотя это может выглядеть как кошмар, этот крошечный робот, покрытый живой кожей, может стать шагом вперед в стремлении сделать роботов более похожими на людей. Это работа исследователей из Японии, которые говорят, что открыли новый способ присоединения живой кожной ткани к механической роботизированной поверхности.

Команду возглавил профессор Сёдзи Такеучи из Института промышленных наук Токийского университета. Ранее он разработал «живую» кожу робота — с использованием коллагена, волокнистого белка в человеческой коже, и человеческих дермальных фибробластов, основного типа клеток в соединительной ткани, — которую можно было бы нанести на роботизированный палец и согнуть, не сломав.

Для своей новой техники команда вдохновлялась естественной структурой связок человеческой кожи, чтобы создать «якоря» с помощью коллагенового геля, нанесенного на небольшие V-образные отверстия на поверхности робота. Новый метод обеспечивает «более бесшовное и прочное крепление», говорит Такеучи.

Для своей новой техники команда вдохновлялась естественной структурой связок человеческой кожи, чтобы создать «якоря» с помощью коллагенового геля, нанесенного на небольшие V-образные отверстия на поверхности робота. Новый метод обеспечивает «более бесшовное и прочное крепление», говорит Такеучи.

Такеучи не одинок в своих попытках сделать роботов более похожими на людей.

Ameca, которую часто называют «самым передовым гуманоидным роботом в мире», использует искусственный интеллект, чтобы общаться с людьми и соответствующим образом реагировать на их ответы. Одна из вещей, которая делает ее более реалистичной, чем других роботов, — это ее глаза, говорит Уилл Джексон, основатель и генеральный директор Engineered Arts Ltd (компании, стоящей за Ameca).

«Глаза — это зеркало души. Мы читаем эмоции друг друга с помощью зрительного контакта», — сказал Джексон > в начале этого года, добавив, что при «конечном количестве движений», доступных в голове робота, глаза обеспечивают «наибольшую выразительную способность».

В отличие от 3,5 миллионов промышленных роботов, которые уже работают за кулисами в таких секторах, как автомобилестроение и электроника, гуманоиды, такие как Ameca или София и Грейс от Hanson Robotics, предназначены для ролей, связанных с людьми, таких как гостеприимство, здравоохранение или образование. В настоящее время у них нет большого диапазона движений для выражения лиц, что создает эффект «зловещей долины» — явление, которое может вызывать у людей дискомфорт из-за вещей, которые пытаются быть похожими на людей, но не достигают цели.

«Реалистичные выражения лица повышают способность робота общаться и взаимодействовать с людьми более естественно и эффективно», — говорит Такеучи. «Это особенно важно в таких приложениях, как здравоохранение, где эмпатия и эмоциональная связь могут существенно влиять на уход за пациентами».

Создание роботов, которые могут чувствовать

Исследование, подробности которого были опубликованы в журнале Cell Reports Physical Science в этом месяце, является захватывающим событием для области робототехники, говорит Ифань Ван, доцент школы механического и аэрокосмического машиностроения в Наньянском технологическом университете, Сингапур. Работа Вана сосредоточена на «мягких роботах», которые имитируют биологических существ.

Кожа, самый большой орган человеческого тела, жизненно важна для сенсорного восприятия, ощущения температуры, влажности и текстуры объектов, говорит Ван. «Такого рода особенности в биологических системах в настоящее время, с искусственными роботами, все еще очень трудно достичь», — добавляет он.

Но исследования в Токийском университете позволяют создать «гибридное решение» между мягкой и традиционной робототехникой, что «очень интересно», говорит Ван. Роботы часто покрываются материалом, напоминающим плоть, например, силиконом, который крепится с помощью клея или застежки — но это может привести к тому, что кожа отвалится или порвется, говорит Ван.

С другой стороны, новый метод позволяет «очень хорошо прикрепить кожу к жесткой поверхности, так что она не отсоединяется легко и образует очень хорошее соединение между жесткой и мягкой поверхностью», — говорит он.

По мнению Вана, наиболее интересными последствиями этого исследования являются разработки в области «сенсорных возможностей роботов».

«На нашей человеческой коже есть очень тонкие, высокоплотные датчики на поверхности, чего в настоящее время все еще не удается достичь с помощью некоторых синтетических материалов», — говорит Ван. «(Но) если мы используем биологическую кожу на этих традиционных роботах, мы можем достичь похожего типа восприятия различных особенностей».

Такеучи и его команда надеются добавить больше сенсорных функций на следующем этапе исследований, «чтобы сделать кожу более восприимчивой к внешним раздражителям», говорит он.

Однако обеспечить однородность и качество живой кожи может быть не так-то просто, говорит Такеучи.

Вот почему другая часть его исследований изучает, как создать сосудистую систему для роботизированной кожи — сеть сосудов и вен, которые переносят кровь и лимфатическую жидкость по всему телу — которая может обеспечить необходимое снабжение питательными веществами для поддержания здоровья кожи с течением времени. Это даст коже больше влаги, «повысив ее прочность и долговечность», говорит Такеучи.

По словам Вана, нечто подобное «потребует большой работы с точки зрения инженерии», но если им это удастся, в будущем гуманоиды смогут выглядеть и чувствовать себя как люди.