Hai năm trước, Giáo sư Takeuchi Shoji của Đại học Tokyo và các đồng nghiệp đã thành công trong việc bọc ngón tay robot điện bằng một lớp da công nghệ sinh học làm từ tế bào sống.

Hy vọng rằng bài tập chứng minh khái niệm này sẽ mở đường không chỉ cho những robot thực tế hơn mà còn cả những robot có lớp phủ cảm ứng, tự phục hồi. Công nghệ này cũng có thể được sử dụng trong thử nghiệm thẩm mỹ và đào tạo bác sĩ phẫu thuật thẩm mỹ.

Mặc dù ngón tay được bọc da chắc chắn là một thành tựu ấn tượng, nhưng lớp da này không được kết nối với ngón tay bên dưới theo bất kỳ cách nào - về cơ bản nó là một lớp vỏ có khả năng co lại, quấn quanh ngón tay. Ngược lại, làn da tự nhiên của con người được kết nối với các mô cơ bên dưới thông qua dây chằng.

Trong số những thứ khác, sự sắp xếp này cho phép chúng ta có thể thể hiện các nét mặt khác nhau. Ngoài ra, bằng cách di chuyển cùng với các mô bên dưới, da của chúng ta không bị cản trở chuyển động do bị vón cục. Tương tự như vậy, nó cũng ít có khả năng bị hư hỏng do vướng vào các vật thể bên ngoài.

Các nhà khoa học trước đây đã cố gắng kết nối da công nghệ sinh học với các bề mặt tổng hợp, thường thông qua các neo nhỏ nhô ra khỏi các bề mặt đó. Tuy nhiên, những mỏ neo nhỏ này có thể ảnh hưởng đến vẻ ngoài của làn da, khiến da trông kém mịn màng. Chúng cũng không hoạt động trên các bề mặt lõm vì cả hai đều hướng về giữa.

Lưu ý đến những hạn chế này, Takeuchi Shoji và nhóm của ông gần đây đã phát triển một hệ thống neo giữ da mới dựa trên các lỗ nhỏ hình chữ V được làm trên bề mặt tổng hợp.

Các nhà khoa học đã tạo ra một khuôn mặt người có chứa một loạt các lỗ này và sau đó phủ lên khuôn một loại gel bao gồm collagen và nguyên bào sợi ở da người. Loại thứ hai là các tế bào chịu trách nhiệm sản xuất mô liên kết trong da.

Một phần gel chảy vào các lỗ, phần còn lại vẫn còn trên bề mặt khuôn. Sau bảy ngày nuôi cấy, gel tạo thành một lớp da người, được neo chắc chắn vào khuôn thông qua mô bên trong các lỗ.

Trong thí nghiệm thứ hai, các lỗ được tạo ra trên chất nền cao su silicon và sau đó gel được bôi lên chất nền rồi nuôi cấy. Kết quả cuối cùng là một khuôn mặt người được đơn giản hóa có thể tạo ra nụ cười bằng cách di chuyển hai thanh gắn vào tấm đế.

Không cần phải nói, vẫn còn một số việc phải làm trước khi công nghệ này có thể được sử dụng trong các robot thực sự sống động như thật.

Takeuchi cho biết: "Chúng tôi tin rằng bằng cách kết hợp các tuyến mồ hôi, tuyến bã nhờn, lỗ chân lông, mạch máu, mỡ và dây thần kinh, chúng ta có thể tạo ra làn da dày hơn và giống thật hơn. Tất nhiên, chuyển động cũng là một yếu tố then chốt, không chỉ là chất liệu, vì vậy một yếu tố quan trọng khác là Thách thức là tạo ra những biểu cảm giống con người bằng cách tích hợp các bộ truyền động hoặc cơ bắp phức tạp bên trong robot”.

Một bài báo về nghiên cứu này gần đây đã được công bố trên tạp chí Cell Reports - Physical Sciences.