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Os pesquisadores descobriram uma maneira de ligar o tecido da pele projetado às formas complexas de robôs humanóides. Isto traz consigo benefícios potenciais para plataformas robóticas, como maior mobilidade, capacidades de autocura, capacidades de detecção incorporadas e uma aparência cada vez mais realista. Inspirando-se nos ligamentos da pele humana, a equipe, liderada pelo professor Shoji Takeuchi, da Universidade de Tóquio, incluiu perfurações especiais no rosto de um robô, o que ajudou uma camada de pele a se firmar. Suas pesquisas podem ser úteis na indústria cosmética e ajudar na formação de cirurgiões plásticos.
Takeuchi é pioneiro na área de robótica biohíbrida, onde a biologia e a engenharia mecânica se encontram. Até agora, seu laboratório, o Biohybrid Systems Laboratory, criou minirobôs que andam usando tecido muscular biológico, carne cultivada em laboratório impressa em 3D, pele projetada que pode curar e muito mais. Foi durante a pesquisa sobre o último desses itens que Takeuchi sentiu a necessidade de levar adiante a ideia da pele robótica para melhorar suas propriedades e capacidades.
“Durante pesquisas anteriores sobre um robô em forma de dedo coberto com tecido de pele projetado que crescemos em nosso laboratório, senti a necessidade de uma melhor adesão entre as características robóticas e a estrutura subcutânea da pele”, disse Takeuchi. “Ao imitar as estruturas dos ligamentos da pele humana e ao usar perfurações em forma de V especialmente feitas em materiais sólidos, encontramos uma maneira de unir a pele a estruturas complexas. A flexibilidade natural da pele e o forte método de adesão significam que a pele pode se mover com os componentes mecânicos do robô sem rasgar ou descascar.”
Os métodos anteriores para fixar o tecido da pele a superfícies sólidas envolviam coisas como miniâncoras ou ganchos, mas limitavam os tipos de superfícies que poderiam receber revestimentos de pele e causar danos durante o movimento. Ao projetar cuidadosamente pequenas perfurações, essencialmente qualquer formato de superfície pode ter pele aplicada a ela. O truque que a equipe empregou foi usar um gel de colágeno especial para adesão, que é naturalmente viscoso e difícil de alimentar nas minúsculas perfurações. Mas, usando uma técnica comum de adesão plástica chamada tratamento com plasma, eles conseguiram induzir o colágeno nas estruturas finas das perfurações, ao mesmo tempo que mantinham a pele próxima à superfície em questão.
“Manipular tecidos biológicos moles e úmidos durante o processo de desenvolvimento é muito mais difícil do que as pessoas fora da área podem pensar. Por exemplo, se a esterilidade não for mantida, as bactérias podem entrar e o tecido morrerá”, disse Takeuchi. “No entanto, agora que podemos fazer isso, a pele viva pode trazer uma série de novas habilidades aos robôs. A autocura é um grande negócio – alguns materiais de base química podem ser feitos para se curarem, mas requerem gatilhos como o calor , pressão ou outros sinais, e eles também não proliferam como células, a pele biológica repara pequenas lacerações como a nossa, e nervos e outros órgãos da pele podem ser adicionados para uso em detecção e assim por diante.”
Esta pesquisa não foi feita apenas para provar um ponto. Takeuchi e seu laboratório têm um objetivo em mente para esta aplicação que pode ajudar em diversas áreas da pesquisa médica. A ideia de um órgão em um chip não é especialmente nova e pode ser usada em coisas como o desenvolvimento de medicamentos, mas algo como um rosto em um chip poderia ser útil em pesquisas sobre envelhecimento da pele, cosméticos, procedimentos cirúrgicos, cirurgia plástica e muito mais. Além disso, se os sensores puderem ser incorporados, os robôs poderão ser dotados de uma melhor consciência ambiental e de melhores capacidades interativas.
“Neste estudo, conseguimos replicar até certo ponto a aparência humana, criando um rosto com o mesmo material de superfície e estrutura dos humanos”, disse Takeuchi. “Além disso, através desta pesquisa, identificamos novos desafios, como a necessidade de rugas superficiais e uma epiderme mais espessa para alcançar uma aparência mais humana. Acreditamos que a criação de uma pele mais espessa e mais realista pode ser alcançada através da incorporação de glândulas sudoríparas, glândulas sebáceas , poros, vasos sanguíneos, gordura e nervos É claro que o movimento também é um factor crucial, não apenas o material, por isso outro desafio importante é criar expressões humanas através da integração de actuadores sofisticados, ou músculos, dentro do robô. si mesmos, sentir o ambiente com mais precisão e executar tarefas com destreza humana é incrivelmente motivador.”
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