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과학자들이 로봇의 웃는 얼굴에 생물학적 피부를 붙이는 방법을 알아냈습니다

신지™

10 953 6 2024.06.27 23:16

해외 기사를 번역기로 번역 하였습니다 오역이 있을수 있으니 원문을 참고 하세요 하지만 로봇이 인간이라고 생각하도록 속이는 사람은 없을 것입니다.<img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2024/06/27/94409d8945a9a3901e387b358af6d234.png" alt="퀘이사존">도쿄 대학의 과학자들은 생물학적 세포에서 조작된 피부를 로봇의 얼굴에 적용하고 로봇이 "웃을" 때 표면에 부착되도록 하는 방법을 개발했습니다. 유사한 발전이 이미 보여주었듯이 이는 의학 및 미용 연구에 획기적인 발전이 될 수 있습니다. 더욱이, 현실적으로 보이는 웃는 로봇은 언젠가 직장과 사회적 상황에서 더 많이 받아들여질 수 있습니다.
도쿄 대학의 연구원들은 생물학적 세포로 만들어진 공학적 피부 조직을 인간형 로봇에 결합하여 더욱 실물처럼 보이도록 만드는 방법을 발견 했습니다. 다케우치 쇼지(Shoji Takeuchi) 교수가 이끄는 팀은 인간의 피부 인대에서 영감을 얻어 로봇 얼굴에 특수 천공을 사용하여 피부 층이 고정되도록 했습니다.
팀은 인간의 3D 얼굴 모델과 로봇 액추에이터가 있는 작은 2D "얼굴"에 살아있는 피부 레이어를 부착했습니다 . 피부가 접착되었을 뿐만 아니라 액추에이터를 사용한 조작을 견뎌내며 초보적인 웃는 얼굴을 형성했습니다.
"인간의 피부-인대 구조를 모방하고 고체 물질에 특수 제작된 V자형 천공을 사용하여 피부를 복잡한 구조에 결합시키는 방법을 찾았습니다. 피부의 자연스러운 유연성과 강력한 접착 방식은 피부가 움직임에 따라 움직일 수 있음을 의미합니다. 찢어지거나 벗겨지지 않고 로봇의 기계적 구성 요소를 제거할 수 있습니다."라고 Takeuchi는 말했습니다.<img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2024/06/27/950770c729274a0864c59b8250b4a75b.png" alt="퀘이사존">이전에는 미니 앵커 또는 후크를 사용하여 피부 조직을 단단한 표면에 부착했지만 이러한 방법은 피부 코팅을 수용할 수 있는 표면 유형을 제한하고 이동 중에 손상을 일으킬 수 있습니다. 대신에 작은 천공을 설계함으로써 본질적으로 어떤 형태의 표면에도 피부를 적용할 수 있습니다. 팀의 돌파구는 접착을 위한 특수 콜라겐 젤을 개발한 것이었지만, 자연적으로 점성이 있기 때문에 미세한 천공에 주입하기가 어렵습니다. 연구팀은 플라즈마 처리라는 플라스틱 접착을 위한 일반적인 기술을 사용하여 피부를 표면에 가깝게 유지하면서 콜라겐을 천공의 미세 구조로 끌어들이는 데 성공했습니다. "개발 과정에서 부드럽고 젖은 생물학적 조직을 조작하는 것은 현장 외부의 사람들이 생각하는 것보다 훨씬 어렵습니다. 예를 들어, 무균 상태가 유지되지 않으면 박테리아가 들어갈 수 있고 조직이 죽을 것입니다."라고 Takeuchi는 말했습니다. "그러나 이제 우리가 이것을 할 수 있으므로 살아있는 피부는 로봇에 다양한 새로운 능력을 가져올 수 있습니다."
그러한 능력 중 하나는 자기 치유인데, Takeuchi는 이것이 큰 문제라고 말합니다. 일부 화학 기반 물질은 스스로 치유되도록 만들 수 있지만 열, 압력 또는 기타 신호와 같은 유발 요인이 필요하며 세포처럼 증식하지도 않습니다. “생물학적 피부는 우리처럼 경미한 열상을 복구하며 신경과 기타 피부 기관을 추가하여 감지 등에 사용할 수 있습니다.”라고 그는 말했습니다.
Takeuchi는 이미 이 목표 또는 적어도 그에 가까운 근사치를 향해 노력하고 있지만, 누구도 이 공학적 피부 조직으로 덮인 로봇이 실제 인간이라고 생각하도록 속일 수는 없습니다. 그의 팀은 보다 인간과 유사한 외모를 달성하기 위해 표면 주름과 더 두꺼운 표피의 필요성을 포함하여 이 초기 연구에서 새로운 과제를 식별했습니다. “우리는 땀샘, 피지선, 모공, 혈관, 지방, 신경을 통합함으로써 더 두껍고 더 현실적인 피부를 만들 수 있다고 믿습니다.”라고 그는 말했습니다. 또한 센서를 내장할 수 있다면 로봇은 환경에 대한 인식이 향상되고 대화형 기능이 향상될 수 있습니다.
연구팀은 상업적으로 사용되기까지 수년의 테스트가 필요할 것이라고 지적했습니다.
이번 연구는 화장품 업계에 먼저 활용돼 성형외과 전문의 양성에 도움이 될 가능성이 크다. 장기 온어 칩이라는 아이디어는 새로운 것이 아니며 약물 개발에 유용했지만 페이스 온 칩과 같은 것은 피부 노화, 화장품 및 수술 과정 연구에 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 새로운 스킨케어 제품을 테스트하기 위한 보다 현실적인 플랫폼을 제공하여 동물 테스트의 필요성을 없애거나 줄일 수 있습니다. 또한, 살아있는 피부를 성장시키고 부착시키는 능력은 언젠가 심각한 화상을 치료하거나 보다 효과적인 피부 이식을 만드는 데 적용될 수 있을 것으로 생각됩니다.
유사한 개발은 또한 로봇의 공학적 피부가 의학 연구에 얼마나 유용할 수 있는지를 보여줍니다. 미국 국립과학재단(National Science Foundation)과 국립보건원(National Institutes of Health ) 의 지원을 받은 연구에서 과학자들은 주변을 감지하고 실시간으로 움직임에 적응할 수 있는 전자 피부와 인공 근육을 갖춘 혁신적인 소프트 로봇을 만들었습니다 . 네이처커뮤니케이션즈.
논문 제1저자이자 응용물리과학과 박사후 연구원인 린 장(Lin Zhang)은 “이러한 소프트 로봇은 생물학적 환경 내에서 굽힘, 확장, 비틀림 등 잘 제어된 다양한 동작을 수행할 수 있다”고 말했다. 더 나은 감지 및 치료를 위해 장기에 맞게 모양을 변경할 수 있으며 방광 부피 및 혈압과 같은 내부 상태를 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 또한 실시간 데이터를 기반으로 전기 자극과 같은 치료를 제공할 수 있으며 위장 상태를 모니터링하고 치료하기 위해 삼킬 수 있습니다.
앞으로는 미소와 같은 얼굴 표정을 표시할 수 있는 보다 현실적으로 보이는 로봇을 사용하여 사회 및 업무 상황에 더 잘 통합할 수 있습니다.
Takeuchi는 바이오하이브리드 로봇공학 분야의 선구자입니다. 그의 연구실에서는 생물학적 근육 조직, 3D 프린팅된 실험실에서 배양한 고기, 치유할 수 있는 공학적 피부를 사용하여 걷는 미니 로봇을 만들었습니다.

신지™

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