Una combinación de células cultivadas y silicona podría ayudar a los robots a parecer más humanos en el futuro gracias a la elasticidad realista de la piel. Y también podrán sonreír como nosotros.
© Shoji Takeuchi, Institute of Industrial Science (IIS), the University of TokyoLos investigadores han sido pioneros en un método que consiste en inyectar piel cultivada artificialmente en pequeños orificios del esqueleto de un robot, de modo que la piel pueda extender unos ganchos en forma de V conocidos como "anclajes tipo perforación" y fijarse a la superficie sin descolgarse.
Según los investigadores, la piel también tendrá un aspecto más real gracias a una nueva forma de fijarla al esqueleto del robot y al hecho de que podrá reparar por sí misma cualquier corte o rasguño. Los resultados se publican el 25 de junio en la revista Cell Reports Physical Science.
La piel artificial se ha promocionado durante mucho tiempo como una forma de hacer que los robots parezcan más humanos, y la piel cultivada parece más realista que los materiales sintéticos como el látex. Pero sin el tipo adecuado de adhesivo, la piel artificial puede descolgarse del armazón de un robot de una manera visualmente perturbadora.
Los investigadores en robótica ya habían intentado resolver el problema de la piel artificial que se descuelga de la estructura metálica fijándola con "anclajes", estructuras en forma de gancho u hongo. Esto evita que la piel se afloje sobre el armazón del robot, pero las estructuras adhesivas pueden sobresalir como bultos bajo la piel, comprometiendo su apariencia humana.
En el nuevo estudio, los investigadores idearon un método por el que el esqueleto del robot contiene pequeños orificios en los que la piel artificial puede extender unos ganchos en forma de V conocidos como "anclajes tipo perforación". De este modo, la piel artificial se mantiene pegada al robot al tiempo que conserva una superficie lisa y flexible.
Una piel robótica más realista
La piel artificial se coloca sobre un robot tratado con un plasma de vapor de agua para hacerlo hidrófilo, es decir, para que los líquidos se sientan atraídos por la superficie. Esto significa que el gel de la piel cultivada se introduce más profundamente en los orificios para adherirse mejor a la superficie del robot.
Una de las principales ventajas de esta nueva piel es que permitiría a los robots operar junto a los humanos sin sufrir un desgaste excesivo. Según el equipo, los pequeños desgarros o desfiguraciones similares podrían repararse sin necesidad de reparar manualmente los robots. Sin embargo, no midieron la rapidez con que se curaba la piel artificial tras sufrir daños.
En una de las demostraciones, los investigadores recrearon cómo cambia la piel cuando sonríe un ser humano. Para ello, conectaron la piel artificial al rostro robótico con una capa deslizante de silicona por debajo. Esto produce "mejillas infladas", ya que los músculos se tensan y hacen que la piel empuje hacia arriba en cualquiera de las comisuras de la boca. Con los anclajes de perforación, la piel podía ajustarse perfectamente al molde 3D de una cara, sin pernos ni ganchos que sobresalieran.
Los investigadores también compararon la piel artificial aplicada a una superficie con y sin los anclajes basados en perforaciones. En las superficies sin anclajes, la piel se contrajo hasta un 84,5% en el transcurso de siete días, en comparación con el 33,6% de una superficie con anclajes de 0,04 pulgadas (1 milímetro). La contracción de la piel en un robot separaría la piel del armazón interior del robot, arruinando su aspecto realista y pudiendo causar daños en la capa cutánea. La piel de las superficies con anclajes más grandes de 0,1 pulgadas (3 milímetros) y 0,2 pulgadas (5 milímetros) duró aún más, un 26,4% y un 32,2% respectivamente).
© Shoji Takeuchi, Institute of Industrial Science (IIS), the University of TokyoLa piel artificial se ha propuesto desde hace tiempo como una forma de hacer que los robots parezcan más humanos, y la piel cultivada parece más realista que los materiales sintéticos como el látex.
Shoji Takeuchi, investigador del estudio en el Instituto de Ciencias Industriales (IIS) de la Universidad de Tokio, declaró a Live Science que aún habrá que dar varios pasos antes de que los robots puedan llevar piel con los métodos del equipo.
"En primer lugar, tenemos que mejorar la durabilidad y longevidad de la piel cultivada cuando se aplique a robots, sobre todo abordando cuestiones relacionadas con el suministro de nutrientes y humedad", explica. "Esto podría implicar el desarrollo de vasos sanguíneos integrados u otros sistemas de perfusión dentro de la piel".
"En segundo lugar, es crucial mejorar la resistencia mecánica de la piel para igualarla a la de la piel humana natural. Esto implica optimizar la estructura y la concentración de colágeno dentro de la piel cultivada".
Takeuchi también señaló que, para ser realmente funcional, la piel artificial tendrá que transmitir información sensorial como la temperatura y el tacto a cualquier robot que la lleve puesta, así como ser resistente a la contaminación biológica.
Según los científicos, la investigación en este campo podría ayudar a comprender mejor cómo los músculos faciales transmiten emociones, lo que a su vez podría impulsar avances en cirugía para tratar enfermedades como la parálisis facial o ampliar las posibilidades de la cosmética y la cirugía ortopédica. Una mejor comprensión de la adherencia de la piel también podría evitar la necesidad de orificios en forma de V en futuros armazones robóticos.
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