活皮肤让微笑更自然
近日，一项发表于《细胞报告》的研究报道了一种能够附着于机器人脸部且做出表情的培养皮肤。研究人员表示，这种皮肤有望成为人形机器人的理想覆盖材料，使机器人以更逼真的方式表达情感和交流。
“随着人工智能技术的发展和其他技术的进步，机器人需要扮演的角色扩展了，机器人覆盖材料所需的功能也发生了变化。”该论文作者之一、美国哈佛大学的Michio Kawai说，为了将培养皮肤应用于机器人，有必要构建3D皮肤等效物，这种类人皮肤可以帮助机器人更好地与人交流，完成各种任务。
Kawai研发出的皮肤是在胶原蛋白支架中生长并被放置在3D打印树脂基底上的人类皮肤细胞混合物。而与之前类似实验培养皮肤不同的是，这种能做出微笑表情的皮肤含有类似人类和其他动物的“韧带”。这些韧带等效物被埋在皮肤下的组织层中，以实现连接，维持皮肤形态并赋予其难以置信的力量和灵活性。
Kawai和同事将这些韧带等效物称为“穿孔型锚”，因为它们是通过在机器人的树脂底座上穿孔，并让微小的V形空腔充满活组织而产生的。这反过来有助于机器人上附着的皮肤维持形态。这种方法既可以实现流畅的面部表情和身体运动，又消除了传统突起点固定的缺点，保持了机器人的美学完整性。
研究团队将这种皮肤分别附着在一张几厘米宽的可活动微笑机器人脸上和一个大小相似但无法自主活动的3D人头上进行测试，验证了其性能。
研究人员表示，这项工作还可能给化妆品行业带来意想不到的好处。Kawai说，在一项实验中，他们让这个附着有培养皮肤的小机器人脸保持微笑表情一个月，发现它可以复现皮肤表情皱纹的形成。
“能够重现皱纹形成的手掌大小的皮肤模型，有可能用于旨在预防、延迟或改善皱纹形成的新化妆品和护肤品的测试中。”Kawai说，不过，这种皮肤仍缺乏真正人类皮肤具有的一些功能。此外，由于该皮肤既缺乏传感功能，又没有血管提供营养和水分，因此它无法在空气中长期保持活力。
“为了解决上述问题，将神经机制和灌注通道融入皮肤组织中是我们当前面临的挑战。”Kawai说。（来源：中国科学报 许悦）
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2024.102066
