Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio, liderado por el profesor Shoji Takeuchi, desarrolló una técnica innovadora para adherir tejido de piel bioingenierizado a las complejas formas de los robots humanoides.
Este avance no solo proporciona a los robots una apariencia más humana, sino que también les otorga una movilidad mejorada, capacidades de autocuración y sensores integrados.
El profesor Takeuchi es un pionero en el campo de la robótica biohíbrida, una intersección entre la biología y la ingeniería mecánica. En su laboratorio, el Biohybrid Systems Laboratory, han creado diversos avances como mini robots que caminan usando tejido muscular biológico, carne cultivada en laboratorio y piel ingenierizada que puede sanar por sí misma.
Durante sus investigaciones, Takeuchi notó la necesidad de mejorar la adhesión entre las características robóticas y la estructura subcutánea de la piel. Inspirándose en los ligamentos de la piel humana, su equipo diseñó perforaciones especiales en la cara del robot, permitiendo que una capa de piel se adhiera firmemente.
“La flexibilidad natural de la piel y el fuerte método de adhesión significan que la piel puede moverse con los componentes mecánicos del robot sin desgarrarse o despegarse”, explicó Takeuchi.
Esta nueva técnica permite que la piel se adapte a cualquier forma a la que esté unida, además que puede regresar a su forma original después de la deformación.
Hasta ahora, los métodos para unir tejido de piel a superficies sólidas implicaban el uso de anclajes o ganchos, limitando los tipos de superficies que podían recibir recubrimientos de piel y causando daños durante el movimiento.
La técnica del equipo de la Universidad de Tokio utiliza un gel de colágeno especial para la adhesión, que es naturalmente viscoso y difícil de insertar en las diminutas perforaciones. Sin embargo, mediante un tratamiento de plasma, lograron inducir el colágeno en las finas estructuras de las perforaciones, manteniendo la piel cerca de la superficie en cuestión.
Manipular tejidos biológicos suaves y húmedos durante el proceso de desarrollo es un desafío. “Si no se mantiene la esterilidad, las bacterias pueden entrar y el tejido morirá”, dijo Takeuchi. No obstante, ahora que pueden hacerlo, la piel viva aporta nuevas habilidades a los robots, como la autocuración.
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La piel biológica repara pequeñas laceraciones de manera similar a la humana, y se pueden añadir nervios y otros órganos cutáneos para funciones de sensibilidad, aseguró el investigador.
Este avance no solo tiene implicaciones para la robótica. Takeuchi y su laboratorio ven aplicaciones potenciales en varias áreas de la investigación médica como el envejecimiento de la piel, cosméticos, procedimientos quirúrgicos y cirugía plástica. Además, si se pueden incorporar sensores, los robots podrían tener una mejor conciencia ambiental y capacidades interactivas mejoradas.
“En este estudio, logramos replicar la apariencia humana hasta cierto punto al crear una cara con el mismo material y estructura superficial que los humanos”, afirmó Takeuchi.
“Identificamos nuevos desafíos, como la necesidad de arrugas superficiales y una epidermis más gruesa para lograr una apariencia más humana. Creemos que se puede lograr una piel más gruesa y realista incorporando glándulas sudoríparas, glándulas sebáceas, poros, vasos sanguíneos, grasa y nervios. Además, el movimiento es un factor crucial, no solo el material, por lo que otro desafío importante es crear expresiones humanas integrando actuadores sofisticados o músculos dentro del robot”.
Shoji Takeuchi
