Para imitar mejor a los humanos, estos robots se cubren con piel viva

Investigadores japoneses han desarrollado un método para cubrir robots con piel viva, similar a la piel humana.

Aplicar propiedades de la piel humana a los robots les permite transcribir emociones con mayor fidelidad y comunicarse de manera más realista.

Para adaptar la piel humana a los robots, los investigadores utilizaron una nueva técnica basada en anclajes de tipo perforación para unir tejido biológico a la estructura robótica.

Estos anclajes están inspirados en los ligamentos de la piel humana, que son pequeñas estructuras de colágeno y elastina que conectan la piel con los tejidos subyacentes.

¿Por qué utilizar piel viva en los robots?

La piel humana tiene muchas propiedades útiles para los robots, incluida la sensibilidad táctil, la capacidad de autorrepararse y una apariencia humana realista. En entornos impredecibles, los robots pueden rayarse o dañarse. Por tanto, la capacidad de la piel para repararse a sí misma es crucial para prolongar la vida útil y la eficacia de los robots.

Los investigadores obtienen piel sintética utilizando una mezcla de células de piel humana cultivadas en colágeno. Luego, este gel se fija a una base de resina impresa en 3D y aquí es donde entra en juego el anclaje tipo perforación.

La utilidad del anclaje tipo perforación.

La superficie de esta estructura de resina está salpicada de pequeños orificios en forma de V en los que se aloja el gel cutáneo sintético. Estos son anclajes de tipo perforación que imitarán los ligamentos de la piel humana y permitirán que la piel se adhiera de forma segura a los tejidos subyacentes mientras permanecen flexibles para lograr expresiones faciales y movimientos corporales.

A continuación se realiza un tratamiento con plasma de vapor de agua para hacer más hidrófila la superficie del dispositivo, mejorando así la penetración del gel en los anclajes. Este paso es fundamental para garantizar una unión sólida de la piel a la superficie del robot, incluso en zonas de difícil acceso.

Un proceso más eficiente

Los investigadores primero probaron la efectividad de los anclajes utilizando moldes faciales 3D cubiertos de piel viva. Demostraron que los anclajes de tipo perforación permitían mantener la piel en su lugar de manera más estable en comparación con los métodos implementados anteriormente. Las pruebas de contracción validaron que los anclajes impidieron que la piel se contrajera excesivamente, lo cual es crucial para mantener la integridad de la piel a largo plazo.

Se realizaron ensayos de tracción para medir la resistencia de los anclajes. Esto determinó que los anclajes de mayor diámetro aumentaban la resistencia a la tracción, aunque era necesario equilibrar el tamaño de los anclajes con el espacio que ocupaban en el dispositivo.

Piel sintética, una idea que aún no es lo suficientemente sostenible

Este nuevo método de anclaje tipo perforación supone un importante avance en el campo de la robótica biohíbrida. Al imitar la estructura de los ligamentos de la piel humana, esta técnica permite que la piel viva se una de forma segura a superficies robóticas, manteniendo al mismo tiempo la flexibilidad necesaria para las expresiones y movimientos faciales. Esto allana el camino para robots más realistas y funcionales que puedan adaptarse y repararse a sí mismos en entornos complejos.

Sin embargo, los investigadores japoneses destacan que la piel sintética actualmente no es sostenible. Carece de redes nerviosas y vasos sanguíneos. Sin nutrientes ni humedad, no sobrevive mucho tiempo al aire libre.