Возможны роботы с человеческой кожей

Воображая себе будущее, мы часто включаем в «картинку» роботов, которые ничем не станут отличаться от нас, людей. Но в реальности человекоподобных роботов пока еще не так много. В частности, потому что сложно придать им внешность, которая практически не будет отличаться от человеческой. Однако, возможно, вскоре этот вопрос будет решен. Инженеры из Токийского университета разработали особый материал, обладающий текстурой, аналогичной человеческой коже, а кроме того, водоотталкивающими свойствами и, наконец, способностью восстанавливать себя при помощи коллагенового пластыря. Описание новинки было опубликовано в журнале Matter.

Создание роботов, внешность которых будет максимально приближена к человеческой, – очень важная задача, так как многие роботы предназначены для сфер здравоохранения и услуг и должны будут постоянно взаимодействовать с живыми людьми.

Так, модель робота-компаньона Pepper, выпущенную компанией Aldebaran Robotics, сделали максимально человекоподобной: робот способен по выражению лица определить настроение человека и адаптироваться к нему, а также помочь ему сделать выбор в той или иной ситуации…

Социальный робот Jibo может разговаривать с пользователем, заказывать ему еду, напоминать о текущих задачах или делать фотографии… Уже существуют роботы-компаньоны для людей с особыми потребностями, например инвалидов или страдающих аутизмом. Paro – это робот-тюлень, разработанный специально для того, чтобы создавать компанию пожилым людям. Правда, он способен обеспечить лишь моральную поддержку…

Появляется все больше роботизированных помощников по дому. Например, компания Moley Robotics разработала модель робота-шеф-повара, способного приготовить 2000 разнообразных блюд и ставшего несколько лет назад победителем конкурса Asia Consumer Electronics Show.

Одним из основных недостатков современных роботов является то, что большинство из них начинают «общение» с пользователем только после того, как получат от него запрос. Однако люди, к примеру, не ждут просьб, когда видят, что кто-то нуждается в помощи… В последнее время появились модели, способные вести себя более «по-человечески» и проявлять инициативу в зависимости от ситуации. Это робот-певец Янъян, робот-регистратор Nadine, а также Аико Чихира – робот, способный общаться на языке жестов.

Но если для искусственного интеллекта существует тест Тьюринга, показывающий, насколько он разумен, то теста на «человечность» для машин пока еще не придумали. Для этого существуют лишь приблизительные критерии: робот должен быть способен к социальному общению, он должен уметь понимать и распознавать речь и эмоции людей, а также обладать индивидуальностью.

И здесь возникает важный вопрос: насколько роботы должны походить на нас? В том числе и внешне?

Сейчас кожа для человекообразных роботов традиционно изготавливается из силикона. Но силикон не может конкурировать с настоящей кожей, так как он не позволяет, скажем, воспроизводить мимику при общении. Это приводит к тому, что такие роботы воспринимаются только как имитация людей, а на некоторых они даже производят отталкивающее впечатление и отбивают желание иметь с ними дело.

Помимо этого искусственная кожа, разумеется, не обладает свойством потоотделения, а при повреждении она не способна к самовосстановлению. Также силикон сложно приспособить к динамическим объектам с неровной поверхностью.

Для того чтобы создать материал нужной структуры, специалисты сначала погрузили палец робота в раствор, состоящий из коллагена и дермальных фибробластов человека. Как известно, именно за счет коллагена наша кожа сохраняет свойства упругости и эластичности, а фибробласты участвуют в росте волос и заживлении ран на коже. Погружение в смесь использовали для того, чтобы искусственная кожа естественным образом плотно сжималась вокруг фурнитуры, обеспечивая однородную основу для следующего слоя, представляющего собой эпидермальные кератиноциты. Последние составляют 90% внешнего слоя человеческой кожи и обеспечивают влагоудерживающие барьерные свойства.

Ведущий автор разработки Седзи Такеучи прокомментировал: «Чтобы эффективно покрывать поверхности клетками кожи, мы внедрили метод формования ткани, чтобы непосредственно формировать кожную ткань вокруг робота, что привело к бесшовному покрытию кожи на пальце робота».

Новая кожа обладала достаточными прочностью и эластичностью, чтобы избежать повреждений, когда палец робота сгибался и растягивался. Достаточно плотный внешний слой можно было легко поднять при помощи пинцета, а любые раны легко заживали под коллагеновой «повязкой». Со временем коллагеновый слой срастался с «кожей», выдерживая многократные движения суставов.

Также обнаружилось, что кожа на пальце робота преспокойно отталкивает воду. Это означает, что статически заряженные полистироловые упаковочные шарики не могут к ней прилипнуть в условиях влажности.

«Я думаю, что живая кожа – это идеальное решение, позволяющее придать роботам внешний вид и осязание живых существ, поскольку это точно такой же материал, который покрывает тела животных, – говорит Такеучи. – Мы удивлены тем, насколько хорошо ткань кожи соответствует поверхности робота. Но эта работа лишь первый шаг к созданию роботов, покрытых живой кожей».

По словам Такеучи, необходимы дальнейшие разработки, которые позволят в перспективе повысить прочность искусственной кожи. В идеале ее надо «научить» в течение длительных периодов времени обходиться без снабжения питательными веществами и удаления отходов. Ведь неизвестно, в какой именно среде придется функционировать роботу, вдруг рядом не окажется квалифицированного обслуживающего персонала? К тому же «долгоиграющая» кожа поможет сэкономить время, силы и другие ресурсы, необходимые для обслуживания механизмов. Также в планы команды входит постепенно вводить в состав кожи более сложные функциональные структуры, такие как сенсорные нейроны, волосяные фолликулы, ногти и даже потовые железы.

Ирина ШЛИОНСКАЯ