Roboterfinger mit lebender Haut weist in eine neue Zukunft
Von Maya Davis
Ein feuchter, körperloser Finger, der in einer Petrischale schwimmt, ist der neueste biohybride Fortschritt, eine Technologie, die biologische und nicht-biologische Materialien miteinander verschmilzt.
Wissenschaftler der Universität Tokio stellten den künstlichen Finger vor und behaupteten, dass dies die erste Verwendung eines lebenden Hautäquivalents auf einem funktionierenden Roboter sein könnte. Der Finger sieht nicht nur realistisch aus, sondern ist auch wasserabweisend und selbstheilend, so dass er die Eigenschaften einer menschlichen Gliedmaße annähern kann, heißt es in dem Bericht in der Wissenschaftszeitschrift Matter.
"Unser Ziel ist es, Roboter zu entwickeln, die wirklich menschenähnlich sind". Shoji Takeuchi, Professor an der Universität Tokio und Hauptautor der Studie, sagte in einer E-Mail an Medscape Medical News.
"Wir glauben, dass die einzige Möglichkeit, ein Aussehen zu erreichen, das mit einem Menschen verwechselt werden kann, darin besteht, ihn mit dem gleichen Material wie einen Menschen zu bedecken."
Unter die Haut gehen
Bei früheren Versuchen, Robotern eine menschenähnliche Haut zu verleihen, wurden Silikonkautschukmaterialien verwendet, die sich jedoch als unzureichender Ersatz erwiesen, da sie keine realistische Farbe, Textur und Funktionalität aufwiesen.
"Die heute üblicherweise verwendeten Silikonkautschukhüllen sehen aus der Ferne oder auf Fotos und Videos vielleicht echt aus, aber wenn man sie aus der Nähe betrachtet, merkt man, dass sie künstlich sind", erklärt Takeuchi.
Im Gegensatz dazu sieht der neuartige Überzug des Roboterfingers wie menschliche Haut aus und kann sich bis zu einem gewissen Grad auch wie diese verhalten.
Insbesondere besitzt er die Fähigkeit, sich selbst zu heilen, was die Forscher demonstrierten, indem sie eine Wunde anlegten und dann eine Kollagenschicht darauf verpflanzten. Im Laufe einer Woche waren diese Hautzellen in der Lage, sich zu regenerieren und die Verletzung zu reparieren.
Zur Herstellung der Haut tauchten die Forscher zunächst das Metallgehäuse des Roboters in eine Kollagenlösung, um die Dermis so zu schrumpfen, dass sie um eine Verankerungsstruktur passt. Anschließend wurden menschliche Keratinozytenzellen wiederholt auf die lebende Leinwand aufgetragen. Dieser Prozess führte zu einer mehrschichtigen Zellablagerung, die der menschlichen Haut ähnelt.
Aber es ist noch mehr Arbeit zu tun. Der Hautersatz kommt nicht ganz an die echte Haut heran, und der Finger kann nicht lange in trockener Luft überleben, wie in der Studie festgestellt wurde. Ohne künftige Erweiterungen wie Blutgefäße, Nägel und Schweißdrüsen kann der Hautersatz nicht wirklich als lebendig bezeichnet werden.
Neben der Hinzufügung von hautspezifischen Funktionen wäre die Ausweitung unserer derzeitigen Methode auf größere Strukturen eine weitere Herausforderung", so Takeuchi.
So beunruhigend der abgetrennte Finger auch erscheinen mag, er könnte zu realistischeren Humanoiden führen, von denen sich die Forscher eine freundlichere Beziehung zwischen Menschen und Robotern erhoffen.
Die Technologie wird voraussichtlich in Branchen wie der Medizin und dem Gastgewerbe zum Einsatz kommen, wo ihre Reparaturfähigkeit und menschenähnlichen Eigenschaften wichtig sind. Laut Takeuchi soll die Technologie auch bei der Entwicklung von Hautkosmetika, im Labor gezüchtetem Leder und Transplantationsmaterial im Bereich der regenerativen Medizin helfen.
"Wir glauben, dass dies ein großer Schritt in Richtung eines neuen biohybriden Roboters mit den überlegenen Funktionen eines lebenden Organismus ist.
