içinde

Robotlar için Canlı Deri Geliştirildi ve Bu Oldukça Önemli Bir Gelişme

Bilim İnsanları Robotlar için “Canlı” Deri Geliştirdi ve Bu Oldukça Önemli Bir Gelişme

Antik Yunan mitolojisinde prenses Europa’yı korumak için görevlendirilmiş dev bronz robot Talos’tan, Saylonlar ve Terminatörlere kadar yapay insan fikri bizi yüzyıllardır hem cezbediyor hem de ürkütüyor.

Şimdi, canlı robot derisinin geliştirilmesiyle, dikkate değer derecede insana benzeyen robotlar yapmak için hiç olmadığı kadar yakınız.

Bu yapışkan görünümlü madde su geçirmez, kendi kendini yenileyebilir ve tıpkı kendi derimiz gibi bir dokusu var. Çünkü gerçek insan deri hücrelerinden yapılmış.

Tokyo Üniversitesi’nde doku mühendisi Shoji Takeuchi “Bence robotlara canlı görünümü ve dokunuşu vermek için canlı deri mükemmel bir çözüm; çünkü hayvan vücudunu kaplayan ile tamamen aynı materyal.” diyor.

Araştırmacılar, laboratuvarda geliştirilen bu derinin prototipi ile üç eklemli ve çalışan robot parmağını başarıyla kapladı.

Takeuchi “Parmak kültür ortamından çıkarıldığında biraz nemli görünüyor; fakat bir elektrik motoru ile çalıştırıldığında,  motorun tıkırtı sesinin tıpkı gerçek gibi görünen bir parmak ile uyumlu çalıştığını duymak oldukça ilgi çekici.” diyor.

Önceki deriyi robot yüzeyine nakletme girişimleri, bunun oldukça zorlu bir işlem olduğunu ortaya koymuştu, bu yüzden Tokyo Üniversitesi doku mühendisi Michio Kawai ve meslektaşları derinin kendisini cihaz üzerinde şekillendirmesine izin veren bir yaklaşım benimsedi.

Robotlar için Canlı Deri Geliştirildi ve Bu Oldukça Önemli Bir Gelişme
Canlı deri ile kaplanan parmak.

Kawai ve ekibi makalelerinde; yumuşak ve narin dokuya zarar vermeden deriyi kesmenin, yapıştırmanın ve derinin uçlarını dikmenin oldukça zor olduğunu belirtiyor.

Bunun yerine, robotun bir parçasını kolajen ve derinin yapısal matriksini oluşturan proteinleri üreten deri fibroblast hücreleri içeren bir çözeltiye batırdılar. Bu hücreler deri bağ dokusunun ana parçalarıdır. (Fibroblast, bağ dokunun temel hücreleridir ve vücutta oldukça önemli görevleri vardır.)

Daha sonra, bu ilk deri tabakasını cildimizin en dış katmanının ana bileşeni olan epidermal hücreler (keratinosidler) ile kapladılar. Bu ilave tabaka olmadan, materyal hayvanların sahip olduğu ile aynı türden su geçirmezlik özelliğinden yoksun oluyordu.

Aşağıdaki videoda, elektrostatik olarak yüklü polisitren boncuk epidermis olmayan parmağa yapışır ve bu da parmak için hareket etmeyi zorlaştırır.

Yapışkan malzeme robotik parmak hareketlerinin tekrar tekrar esnetilmesini ve büzülmesini idare edebildiği halde, hala insan derisinden çok daha zayıftı. Ekip, ilk çözeltide daha yüksek bir kolajen konsantrasyonunun yanı sıra hücrelerin daha fazla olgunlaşmasının bunu iyileştirebileceğini öne sürüyor.

Dikkat çekici bir şekilde yapay deri ayrıca, canlı hücrelerin hasarlı bölgeyi doldurmak için aldığı ve sistemine dahil ettiği kolajen bantlar ile iyileştirilebilir.

Sonuçlar oldukça hayret verici olsa da, laboratuvarda yetiştirilen doku hala çok sınırlı. Besin çözeltisinin dışında uzun süre  dayanamıyor ve aynı cildimiz gibi, kuruluğu önlemek için daimi bir su kaynağına ihtiyaç duyuyor; fakat yapay deri tabakaları, bu tür bir hidrasyonu sağlamak için dolaşım ve ter bezi sistemlerinin karmaşık bileşenlerinden yoksun.

Kawai ve ekibi yazılarında “Su tedariği için muadil derinin içinde ve altında hem kan damarlarını hem de derideki ter bezleri birleşmesini taklit edecek perfüzyon kanalları oluşturmak, gelecekteki çalışmalar için önemli yönelimlerdir.” diyor. (Perfüzyon; iğne, intranül ya da sonda yardımıyla bir çözeltinin damar yoluyla kana akıtılması.)

Robotlar için Canlı Deri Geliştirildi ve Bu Oldukça Önemli Bir Gelişme
Bu robotlara uygulanan deri gerçek insan deri hücrelerinden yapılmış.

Ayrıca, laboratuvar yapımı cildin tıpkı bizimki gibi çok fonksiyonlu olabilmesi için ‘sinirler’ ve sensörler eklemeyi öneriyorlar, böylece muadil deri hem koruma hem de duyu organı olarak hizmet edebilecek.

Takeuchi, “Cilt dokusunun robotun yüzeyine ne kadar iyi uyduğuna şaşırdık. Ancak bu çalışma, canlı deriyle kaplı robotlar yaratmanın sadece ilk adımı.” diyor.

Araştırmacılar; insana daha çok benzeyen robotlar yapmanın onlarla daha iyi ilişki kurmamıza ve onları daha çok sevmemize yardımcı olacağını umuyor. Böylece bizimle daha iyi iletişim kurabilir ve tıp, bakım ve hizmet sektörlerinde bize hizmet edebilirler. (Tabiki insansı robotları tekinsiz vadinin ötesine ilerletebilirsek.)

Araştırmacılar çalışmalarını “Bu bulgular; geleneksel robotikten, hem canlı materyallerin hem de yapay materyallerin avantajlarından yararlanan yeni biyohibrit robotik şemasına doğru bir paradigma kaymasının potansiyelini gösteriyor.” diyerek sonuçlandırıyor.

Bu araştırma Matter dergisinde yayınlanmıştır.

Rozaçiy Çiçek.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.