Phát triển thành công khuôn mặt robot có “làn da sống”!

Đại học Tokyo gần đây đã thành công trong việc phát triển một robot chăm sóc khuôn mặt với làn da sống, sử dụng “da nuôi cấy” làm từ tế bào người.

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là thiết lập một phương pháp cố định da nuôi cấy vào da trần của rô-bốt một cách ổn định.

Điều này cho phép chuyển động của robot và da được phối hợp, giúp da nuôi cấy có thể tạo ra “nụ cười” tươi tắn.

Họ gắn con robot vào da nuôi cấy bằng cách nào?

Chi tiết về nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Cell Reports Physical Science vào ngày 25 tháng 6 năm 2024.

Da robot: từ “silicon” đến “da nuôi cấy”

Nhiều robot hình người mô phỏng con người thực sự đã được tạo ra trên khắp thế giới.

Như bạn có thể đã thấy trước đây, chúng đã có làn da thật.

Bạn thực sự có thể dùng nó để cười và nháy mắt.

Tuy nhiên, tất cả những vật liệu này về cơ bản đều được làm từ “cao su silicon”.

Cao su silicon mềm và đàn hồi nên là vật liệu hữu ích để chế tạo robot.

Mặt khác, cao su silicon là vật liệu vô cơ và hoàn toàn khác với da sống có nguồn gốc từ tế bào.

Chừng nào còn sử dụng cao su silicon, sẽ không thể đạt được kết cấu da chân thực hơn hoặc các khả năng giống con người như da tự phục hồi, cảm biến, giải phóng nhiệt hoặc đổ mồ hôi.

Nhóm nghiên cứu tin rằng hiện nay, khi robot bắt đầu thực hiện công việc giống con người, thì cần phải trang bị cho robot lớp da giống với da thật.

Nhóm nghiên cứu đang tìm cách biến da nuôi cấy từ tế bào người thành da robot.

Da nuôi cấy là loại da nhân tạo sống được tạo ra bằng cách nuôi cấy tế bào da từ người hoặc động vật khác bên ngoài cơ thể.

Da nuôi cấy chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu về da, thử nghiệm phát hiện thuốc và làm vật liệu ghép cho vết bỏng và vết thương nghiêm trọng, nhưng nó cũng được cho là lý tưởng cho da rô-bốt.

Trên thực tế, nghiên cứu về da nuôi cấy đã có nhiều tiến triển và nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc phát triển một robot hình ngón tay được bao phủ bằng da nuôi cấy vào năm 2022.

Chuyển động khớp của robot hình ngón tay được phủ da nuôi cấy / Tín dụng: Đại học Tokyo – Đầu tiên trên thế giới! Robot được phủ da sống: Phát triển thành công robot có da nuôi cấy có khả năng tự sửa chữa (2022)Đồng thời, vẫn còn nhiều thách thức lớn.

Điều quan trọng là phải thiết lập một phương pháp cố định da nuôi cấy vào da trần của rô-bốt một cách ổn định.

Vì lớp da trần của robot được làm từ máy móc vô cơ nên nếu chỉ gắn lớp da nuôi cấy vào thì sẽ rất trơn và dễ rơi ra.

Ngoài ra, việc chỉ dán nó vào sẽ không phù hợp với chuyển động của robot, do đó nó sẽ không thể tái tạo đầy đủ các biểu cảm trên khuôn mặt.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã quyết định giải quyết thách thức này bằng cách tìm hiểu cách da người bám vào mô cơ.

Ở người, da được gắn chặt vào mô dưới da, điều này có thể thấy từ thực tế là da không trượt giữa da và lớp cơ bên dưới.

Chìa khóa cho điều này chính là “lớp lưới da”.

Lớp lưới là mô xơ chủ yếu được tạo thành từ collagen, chạy dưới da và giúp giữ da cố định.

Ngoài ra, mạng lưới thần kinh da cũng đóng vai trò truyền chuyển động cơ đến da và rất cần thiết để tạo ra các biểu cảm khuôn mặt mượt mà bằng các cơ mặt, đặc biệt là ở mặt (xem phía bên trái của hình bên dưới).

Hình ảnh tổng quan về nghiên cứu / Tín dụng: Đại học Tokyo – Khuôn mặt robot với da sống ~ Phát triển phương pháp cố định mô da vào robot lấy cảm hứng từ cấu trúc võng mạc ~ (2024) 

Lấy cảm hứng từ cơ chế của retinaculum, nhóm nghiên cứu đã nghĩ ra một phương pháp mới để gắn da nuôi cấy vào da trần của rô-bốt.

Đây được gọi là “kỹ thuật neo kiểu lỗ”.

Trong phương pháp này, đầu tiên, nhiều lỗ hình chữ V được khoan vào bề mặt khuôn mặt của robot (xem phía bên phải của hình ảnh trên).

Sau đó, da nuôi cấy được đổ vào lỗ chữ V và để đông lại bên trong, “neo chặt” da nuôi cấy vào da trần của rô-bốt.

Bằng cách sử dụng kỹ thuật này, chúng tôi đã thành công trong việc chế tạo một robot mặt có da nuôi cấy gắn chặt một cách ổn định.

Ngoài ra, họ còn kiểm tra xem năng lượng từ robot có được truyền đúng đến da nuôi cấy hay không.

Kết quả là, họ đã có thể tạo ra thành công “nụ cười” bằng cách truyền sức mạnh từ động cơ của robot đến lớp da nuôi cấy thông qua các mỏ neo hình lỗ.

Đây là hình ảnh thực tế của nó.

Hiện tại, nghiên cứu vẫn đang trong giai đoạn đầu, vì vậy như bạn có thể thấy, khuôn mặt của robot vẫn khá đáng sợ.

Tuy nhiên, với những cải tiến hơn nữa, chúng ta sẽ có thể tạo ra những robot trông tự nhiên hơn và có các chức năng sinh học giống như con người thực sự.

Các nhà nghiên cứu cũng cho biết ngoài việc ứng dụng những phát hiện của họ vào ngành robot, chúng có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như phát triển mỹ phẩm, thử nghiệm hiệu quả thuốc và làm vật liệu cấy ghép.

Hiện tại, nhiều người có thể cảm thấy điều này không đúng, nhưng công nghệ tạo ra robot có da dường như đang tiến triển đều đặn.

Có thể sẽ sớm đến ngày chúng ta không thể phân biệt được khuôn mặt người thật và khuôn mặt robot.

Nazology đã thành công trong việc phát triển khuôn mặt robot có “làn da sống”!