Ngón tay robot "da sống" có khả năng tự chữa lành

Kỹ thuật hoàn toàn mới này gợi nhớ đến các kịch bản khoa học viễn tưởng ngày tận thế như trong các bộ phim "Terminator" (Shoji Takeuchi / SWNS).

Các nhà khoa học Nhật Bản đã phát triển một phương pháp bao phủ ngón tay robot bằng tế bào sống của con người.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Tokyo đã thành công trong việc tạo ra lớp vỏ giống như da cho ngón tay nhân tạo, đồng thời làm cho nó có khả năng chống nước và tự chữa lành.

Bước đột phá mới này khiến người ta liên tưởng đến nhân vật T-800 Terminator do Arnold Schwarzenegger thủ vai trong loạt phim khoa học viễn tưởng, với robot săn mồi “có mô sống bao phủ một bộ xương kim loại” giúp nó xâm nhập vào các nhóm chiến sĩ kháng chiến chống lại AI Skynet độc ác.

Giáo sư Shoji Takeuchi, người đã viết nghiên cứu về kỹ thuật mới này, chia sẻ: “Ngón tay trông có vẻ hơi 'ướt' ngay khi ra khỏi dung dịch nuôi cấy.

“Vì ngón tay được điều khiển bởi động cơ điện, nên cũng rất thú vị khi nghe thấy âm thanh kêu cạch của động cơ hòa nhịp với một ngón tay trông giống hệt ngón tay thật.”

Việc trông “giống thật” như con người là một trong những ưu tiên hàng đầu của các robot hình người, những robot thường được giao nhiệm vụ tương tác với con người trong các ngành chăm sóc sức khỏe và dịch vụ.

Giáo sư Takeuchi cho biết, ngoại hình giống con người có thể cải thiện hiệu quả giao tiếp và tạo sự gần gũi.

Mặc dù da silicone hiện tại được chế tạo cho robot có thể bắt chước vẻ ngoài của con người, nhưng ông giải thích rằng chúng vẫn “không đủ” khi đối mặt với những kết cấu tinh tế như nếp nhăn và thiếu các chức năng đặc trưng của da.

Các nỗ lực trước đây trong việc chế tạo lớp da sống bao phủ robot cũng gặp phải thành công hạn chế, vì việc tạo hình lớp da này trên những vật thể động với bề mặt không đều là một thách thức.

Giáo sư Takeuchi cho biết: “Với phương pháp đó, bạn phải có đôi tay của một nghệ nhân tài ba để cắt và may lớp da.

“Để bao phủ bề mặt bằng tế bào da một cách hiệu quả, chúng tôi đã phát triển phương pháp đúc mô để trực tiếp tạo hình mô da xung quanh robot, kết quả là lớp da bao phủ liền mạch trên ngón tay robot.”

Để tạo ra lớp da, nhóm nghiên cứu Tokyo đầu tiên đã nhúng ngón tay robot vào một xi-lanh chứa dung dịch collagen và fibroblast da người, hai thành phần chính cấu thành mô liên kết của da.

Giáo sư Takeuchi cho biết, thành công của nghiên cứu nằm ở xu hướng tự nhiên của hỗn hợp collagen và fibroblast, chúng co lại và ôm sát vào ngón tay.

Giống như lớp sơn lót, lớp này cung cấp một nền tảng đồng nhất để lớp tế bào tiếp theo – keratinocyte biểu bì người – bám vào.

Những tế bào này chiếm 90% lớp ngoài cùng của da, mang đến cho robot một kết cấu giống da và khả năng giữ ẩm.

Giáo sư Takeuchi cho biết: “Lớp da chế tạo có đủ độ bền và đàn hồi để chịu được các chuyển động động học khi ngón tay robot cuộn và kéo dài. Lớp ngoài cùng đủ dày để có thể nhấc lên bằng nhíp và chống nước, điều này mang lại nhiều lợi thế khi thực hiện các nhiệm vụ cụ thể như xử lý polystyrene foam tĩnh điện, một vật liệu thường được dùng trong bao bì.”

Khi bị thương, ông nói rằng lớp da chế tạo thậm chí có thể tự chữa lành giống như da người với sự hỗ trợ của một băng dính collagen, từ từ chuyển thành da và chịu được những chuyển động khớp lặp lại.

Giáo sư Takeuchi cho biết: “Chúng tôi rất ngạc nhiên về cách mà mô da bám sát bề mặt robot. Nhưng công trình này chỉ là bước đầu tiên trong việc tạo ra robot được bao phủ bởi da sống. Lớp da phát triển được còn yếu hơn da tự nhiên và không thể tồn tại lâu nếu không có nguồn cung cấp dinh dưỡng và việc loại bỏ chất thải liên tục.”

Hiện nay, Giáo sư Takeuchi và nhóm của ông dự định giải quyết những vấn đề này và tích hợp những cấu trúc chức năng tinh vi hơn vào lớp da, chẳng hạn như tế bào thần kinh cảm giác, nang lông, móng tay và tuyến mồ hôi.

Ông thêm vào: “Tôi nghĩ da sống là giải pháp tối ưu để mang lại cho robot vẻ ngoài và cảm giác giống sinh vật sống, vì nó chính là vật liệu bao phủ cơ thể động vật.”

Minh Thành (Theo Independent)