自我修复的“活皮肤”可以使机器人更像人类——它看起来和你预期的一样令人毛骨悚然

由于一种涉及培养皮肤细胞的新方法，未来的机器人可以包裹在可以自我修复的栩栩如生的皮肤中，其方式类似于人类皮肤的愈合方式。

研究人员说，由于一种新的将皮肤附着在机器人骨骼上的方法，以及它可以自己修复任何割伤或擦伤的事实，皮肤也会看起来更逼真。他们在6月25日的《细胞报告物理科学》杂志上发表了他们的发现。人造皮肤长期以来一直被吹捧为使机器人看起来更像人类的一种方式——培养的皮肤看起来比乳胶等合成材料更逼真。但是如果没有正确的粘合方法，人造皮肤会以一种视觉上令人不安的方式从机器人的框架上垂下来。

相关链接：观看波士顿动力公司最新的阿特拉斯机器人以最令人毛骨悚然的方式醒来

机器人研究人员此前曾试图解决人造皮肤从金属框架上下垂的问题，方法是用“锚”、钩状或蘑菇状结构将其固定下来。这可以防止皮肤在机器人框架顶部移动，但粘合剂结构可能会在皮肤下突出成肿块，损害其类人外观。

在这项新研究中，研究人员首创了一种方法，即机器人的骨骼包含小孔，人工生长的皮肤可以将v形钩子延伸到这些小孔中，这些钩子被称为“穿孔型锚”。这些使人造皮肤粘在机器人身上，同时保持光滑灵活的表面。使机器人皮肤更有生命力人造皮肤分层在经过水蒸气等离子体处理的机器人顶部，使其具有亲水性——换句话说，确保液体被吸引到表面。这意味着培养皮肤的凝胶被拉入孔的深处，以便更紧密地附着在表面robot.One这种新皮肤的主要好处是，它将允许机器人与人类一起操作，而不会经历过度磨损。该团队表示，小裂口或类似的污损可以在不需要手动修复机器人的情况下进行修复。然而，他们没有测量人造皮肤在遭受损伤后愈合的速度。

在一次演示中，研究人员重现了人类微笑时皮肤的变化方式。这包括将人造皮肤连接到机器人面部，并在下面滑动一层硅胶。这会导致“脸颊膨胀”，因为肌肉收紧，导致嘴角的皮肤向上推。有了穿孔锚，皮肤可以无缝地适应面部的3D模型，没有突出的螺栓或挂钩。

研究人员还比较了应用于有和没有基于穿孔的锚定物的表面的人造皮肤。在无锚定物的表面上，皮肤在7天的时间里收缩了多达84.5%，而在具有0.04英寸（1毫米）锚定物的表面上收缩了33.6%。机器人上的皮肤收缩会将皮肤与机器人的内框架分开，破坏其栩栩如生的外观，并可能对皮肤层造成损害。具有较大0.1英寸（3毫米）和0.2英寸（5毫米）锚定物的表面上的皮肤持续时间更长，分别为26.4%和32.2%）。东京大学工业科学研究所（IIS）的研究人员Shoji Takeuchi告诉Live Science，在机器人可能使用团队的方法佩戴皮肤之前，仍需要采取几个步骤。

“首先，我们需要提高培养皮肤应用于机器人时的耐用性和寿命，特别是通过解决与营养和水分供应相关的问题，”他说。“这可能涉及在皮肤内开发集成的血管或其他灌注系统。”“其次，提高皮肤的机械强度以匹配天然人类皮肤至关重要。这包括优化培养皮肤内的胶原蛋白结构和浓度。”

竹内还指出，要真正发挥功能，人造皮肤最终必须向任何佩戴它的机器人传达温度和触觉等感官信息，并抵抗生物污染。

科学家们表示，该领域的研究可以进一步加深我们对面部肌肉如何传达情感的理解——这反过来又可以推动治疗面瘫等疾病的手术突破，或者扩大化妆品和整形外科的能力。 更好地掌握皮肤粘附性也可以防止未来机器人框架中需要任何v形孔。