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5 Ottobre 2024
15:00

La pelle “viva” coltivata in laboratorio che rende i robot più umani: il progetto degli scienziati

Un gruppo di scienziati dell'Università di Tokyo sta sviluppando pelle umana “viva” con cui ricoprire i robot sia per migliorarne l'aspetto che per renderli più funzionali. Ecco i dettagli della ricerca.

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La pelle “viva” coltivata in laboratorio che rende i robot più umani: il progetto degli scienziati
Pelle umana per i robot
Credit: Takeuchi et al. CC–BY–ND, via BBC Science Focus.

“Pelle viva” e “robot” sono termini che, oltre a convivere benissimo nella trama di un potenziale film distopico, potrebbero un giorno rivoluzionare il settore della robotica, nella fattispecie quella che viene chiamata robotica bio-ibrida. Un gruppo di scienziati dell'Università di Tokyo, infatti, sta “coltivando” veri e propri strati di pelle umana su un modello di collagene per ricoprire i robot, con l'obiettivo di migliorare la loro somiglianza con noi umani (compresa la capacità di riprodurre espressioni facciali), risolvere problemi legati alla loro usura e persino consentirne l'autoguarigione. Oltretutto, questo processo rappresenta una possibile soluzione a uno dei principali problemi della robotica umanoide: la cosiddetta “uncanny valley” (in italiano “valle perturbante”), ovvero quella sensazione di disagio che si prova nell'osservare qualcosa che ricorda i tratti umani, ma non del tutto. La ricerca, condotta da un pool di esperti, è stata pubblicata sulla rivista Cell Reports Physical Science. Il gruppo di scienziati al momento non ha ancora trovato un modo efficace per mantenere la pelle viva e idratata, cosa che al momento costituisce un ostacolo importante.

Rendere i robot più umani: la sfida

Un team internazionale di scienziati, provenienti dall'Università di Tokyo, dall'Università di Harvard e dall'International Research Center for Neurointelligence, ha infatti sviluppato una pelle sintetica utilizzando cellule umane vive, coltivate in laboratorio.  Michio Kawai, autore principale della ricerca, nel descrivere come viene fatto il tutto ha affermato:

Viene creato coltivando cellule cutanee ottenute da tessuto cutaneo in eccesso durante interventi chirurgici, insieme a tessuto di collagene. In questo studio, abbiamo creato tessuto cutaneo fissato a un dispositivo solidificando la pelle attorno a un dispositivo con una struttura di ancoraggio perforante.

La sfida è stata notevole. Inizialmente, il team aveva tentato di utilizzare dei ganci meccanici (una sorta di uncini) per fissare la pelle al robot, ma questa si lacerava facilmente. La svolta è arrivata con l'introduzione della “struttura di ancoraggio perforante”, che imita il funzionamento della pelle umana e conferisce un aspetto più naturale a quella di cui sono rivestiti i robot. Nella fattispecie viene imitata la cosiddetta “fascia”, un tessuto connettivo che negli esseri umani tiene in posizione organi, vasi sanguigni e muscoli. Com'è stata ricreata dai ricercatori? Praticando dei piccoli fori nel corpo del robot e applicando un gel a base di collagene seguito dalla pelle che, in questo modo, riesce a rimanere attaccata più saldamente, conferendogli un aspetto più naturale e realistico.

Processo per ricoprire i robot con pelle umana
Figura (A) Illustrazione concettuale di una struttura di ancoraggio perforante ispirata ai legamenti cutanei per ricoprire i robot. Figura (B) Processo di fissazione dei tessuti tramite la struttura di ancoraggio perforante. Credit: Takeuchi et al.

Questa pelle “vivente” offre non solo un miglioramento estetico, ma anche funzionale. Kawai, infatti, ha aggiunto:

L'obiettivo primario qui è creare un robot in grado di auto-riparare i danni superficiali. Man mano che l'intelligenza artificiale si sviluppa, anche le funzioni richieste alla pelle robotica stanno iniziando a cambiare. Per gestire una gamma più ampia di compiti, nel corso dei decenni la pelle dei robot ha iniziato a evolversi da rigida a morbida.

Gli ostacoli da superare

Pur essendo stati fatti passi da gigante nel settore della robotica, ci sono ancora molti ostacoli da superare per quanto concerne la pelle con cui rivestire i robot. Uno degli scogli più importanti da affrontare riguarda la necessità di mantenere la pelle viva e idratata, problema che potrebbe essere risolto con l'inserimento di vasi sanguigni artificiali nel tessuto cutaneo, cosa per nulla semplice. A questo riguardo Shoji Takeuchi, professore di sistemi bioibridi all'Università di Tokyo, ha infatti dichiarato:

Manipolare tessuti biologici morbidi e umidi durante il processo di sviluppo è molto più difficile di quanto si possa pensare. Se la sterilità non viene mantenuta, i batteri possono entrare e il tessuto morirà.

A quanto pare i ricercatori sono sulla strada giusta per “upgradare” l'aspetto dei robot, ma ci vorrà ancora del tempo prima di vederne un esemplare dotato di pelle somigliante perfettamente a quella umana.

Nel frattempo, i risultati della ricerca potrebbero trovare applicazione anche in settori diversi da quello dei robot, come la cosmesi, la chirurgia plastica e, cosa alquanto interessante, la formazione medica, offrendo ai professionisti nuovi strumenti per simulare interventi su tessuti umani reali.

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