Оксфордські вчені створюють роботів, які “одягають” штучну шкіру перед пересадкою

Між людиною і машиною існує тонка грань, і вона стає дедалі тоншою. Інтелектуальні алгоритми починають сприймати видовища і звуки, як люди. Андроїди набувають все більш антропоморфних форм, приводяться в дію приводами, загорнутими в силіконові і латексні шкури. Навіть ці шкури стають дедалі більш реалістичними. На початку цього року дослідники створили штучний матеріал, який вдвічі чутливіший за людську шкіру. А цього місяця команда оксфордських професорів запропонувала провокаційну ідею – вирощувати людські тканини на людиноподібних роботах.

“Людиноподібні роботи мають потенціал, щоб точно імітувати як структуру, так і рухи тіла пацієнта”.

П’єр-Алексіс Мутуї та Ендрю Карр спочатку не мали наміру заглиблюватися в робототехніку. Вони біомедичні дослідники, які займаються взаємодією між тканинами та кістками. Але, вивчаючи стратегії відновлення пошкоджень сухожиль за допомогою тканинної інженерії, вони зрозуміли, що їм потрібно протестувати вирощені в лабораторії тканини в динамічних умовах, які імітують розтягування, витягування та стискання людського тіла.

“Сучасні системи біореакторів, які пропонуються для цього, все ще знаходяться в зародковому стані і є відносно дорогими”, – сказав Моутуй в інтерв’ю Digital Trends. “Тому ми вирішили зайнятися розробкою власних біореакторних систем для вирішення цієї проблеми”.

• Останній штрих: як вчені наділяють роботів тактильними відчуттями, подібними до людських
• Частково Термінатор, частково Тремор: Цей роботизований черв’як може плавати по піску
• Роботи, що еволюціонують і самовідтворюються, вже тут – але не хвилюйтесь про повстання

В огляді, опублікованому в цьому місяці в журналі Science Robotics, Моутуй і Карр досліджують концепцію вирощування людських трансплантаційних тканин на “гуманоїдних біореакторах”.

“Ми завжди були добре обізнані про технологічні розробки, які робляться в робототехніці, і, зокрема, в дослідженнях опорно-рухового апарату гуманоїдів”, – сказав Моутуй. “М’язово-скелетні гуманоїди, які імітують скелетну структуру людського тіла, швидко стають кращими в імітації природних рухів тіла. Ми подумали, що дослідження того, чи можуть ці роботи підтримувати ріст сухожиль та інших тканин опорно-рухового апарату, зараз стає технічно можливим і науково актуальним”.

Мета не обов’язково полягає в тому, щоб розпочати якусь кіберпанківську революцію

Тканини рвуться і, чим старше ми стаємо, тим більш крихкими стають наші тіла. Пошкодження сухожиль, зв’язок та кісток можуть калічити пацієнтів та створювати тягар для суспільства. Але так не повинно бути. Подібно до того, як дослідники створили складні способи заміни зубів, волосся і навіть кінцівок, вчені працюють над вдосконаленням способів інженерії тканинних трансплантатів. У 2013 році вчені з Медичної школи Піттсбурзького університету виростили тканину людського серця, яка могла битися самостійно. Минулого року вчені з Центру біології розвитку RIKEN (CDB) в Японії перепрограмували клітини, щоб вони могли рости у вигляді складних шкірних тканин, волосяних фолікулів тощо.

Сучасні методи тканинної інженерії вимагають контрольованого середовища в так званому біореакторі, який підтримує умови, необхідні для життя клітин поза організмом, і стимулює ці клітини до бажаного розвитку. Однак, як зазначають у своєму огляді Mouthuy і Carr, хімічні та механічні стимули, що надаються сучасними біореакторами, недостатньо відтворюють динамічні стреси тіла – всі розтягування, витягування та скорочення, які відчуває ваша шкіра під час руху.

Дослідники кажуть, що для вирощування клінічно значущих трансплантатів майбутні біореактори повинні будуть штовхати і тягнути тканини в різних напрямках, адаптувати навантаження в залежності від того, де тканина буде імплантована в організм, і мати можливість вирощувати тканину в масштабі. “У цьому контексті людиноподібні опорно-рухові роботи стають дуже актуальними, оскільки вони мають потенціал для точної імітації як структури, так і рухів тіла пацієнта”, – сказав Моутуй.

Дослідники вказують на кілька людиноподібних роботів, таких як Kenshiro і Eccerbot, щоб отримати уявлення про те, як ці біореактори можуть набути форми.

Метою статті не обов’язково було розпочати якусь кіберпанківську революцію – хоча, як ми кажемо, хай живе революція! Скоріше, за словами Моутуя, вони з Карром хотіли започаткувати дискусію і співпрацю між робототехніками і фахівцями з регенеративної медицини.

Рухаючись вперед, команді потрібно буде провести перевірку концепції. “Наразі ми розробляємо невеликі прототипи біореакторів, які можна було б використовувати в поєднанні з роботами з опорно-руховим апаратом”, – сказав Моутуй. “Ми сподіваємося, що зможемо протестувати їх в найближчому майбутньому”.

Рекомендації редакції

• Наступне велике відкриття в науці вже у вас в кишені
• 10 жінок-винахідниць, які назавжди змінили світ
• Майбутнє автоматизації: Роботи йдуть, але вони не заберуть вашу роботу
• Зустрічайте Ксеноботів: Живі, біологічні машини, які можуть зробити революцію в робототехніці
• Цей сферичний робот у стилі BB-8 створений для дослідження лавових печер на Місяці

• HBO Max
• Особливості
• Що буде далі: Як технології допомагають суспільству знову відкритися після коронавірусу

Source: digitaltrends.com