新しい研究でロボットは肉厚な顔（そして笑顔）を獲得する

日本の技術者たちは、特に人間の表情である笑顔をロボットに模倣させようとしている。

彼らは人間の皮膚細胞からマスクを作成し、それをロボットに取り付けました。そのマスクは、絆を隠したり、しかめ面やかすかな笑顔に変えるのに十分な柔軟性がありました。

ハンニバル・レクターの恐ろしいマスクと粘土フィギュアのガンビーを掛け合わせたもの。

しかし、科学者のプロトタイプは、弾力性と耐久性に優れた外層を備え、機械を保護しながらより人間らしく見える、より洗練されたロボットへの道を切り開きつつある。

表現力を超えて、研究者が研究室で生きた皮膚細胞から作られた「皮膚同等物」と呼ぶものは、傷や火傷を引き起こす可能性があり、自己治癒します。 研究は6月25日に発表されました Cell誌がPhysical Science誌に報告した。

「人間のような顔や表情は、人間とロボットの相互作用におけるコミュニケーションと共感を向上させます」と東京大学教授で研究主任研究員の竹内祥二氏は電子メールで述べた。

この研究は、ロボットが工場の現場に普及しつつある中で行われた。

そこには 産業用ロボット390万台 国際ロボット連盟によると、2022年までに自動車や電子機器の組立ラインやその他の作業現場での雇用が見込まれるという。

ロボットの全ストックの一部はいわゆるヒューマノイドであり、工場などの人間の労働者向けに設計された環境で動作するように 2 本の腕と 2 本の脚を備えて設計された機械です。

連盟の広報担当者カルステン・ヒア氏は、ヒューマノイドは「エキサイティングな開発分野」だが、大量市場への導入は複雑で、コストに制約がある可能性があると述べた。

しかし、2023 年 10 月に中国政府は次の目標を発表しました。 量産型人物フィギュア 2025 年までに工業生産額が大幅に増加すると予測されています。

何十年もの間、ロボット工学エンジニアは、ロボットの複雑な機械を保護しながら、幅広い用途に十分な柔らかさと軽さを備えたものを見つけようと、材料を実験してきました。

ロボットの表面が傾いたり傷がついたりすると、機械的な故障を引き起こす可能性があり、自己修復機能が人間型ロボットにとって「重要な機能」になると研究者らは論文で述べた。

ノースウェスタン大学ロボット工学・生物システムセンター所長のケビン・リンチ氏は、新しい皮膚移植システムは、機械工学と遺伝子工学および組織工学を組み合わせた「バイオハイブリッド」ロボット工学の新分野を前進させると述べた。

「この研究は、人工皮膚と基材を組み合わせるという問題に対する革新的な貢献である」とリンチ教授は述べ、「生きた皮膚は、バイオハイブリッドロボットにおける自己修復皮膚という聖杯を達成するのに役立つかもしれない」と付け加えた。

同氏は、この研究ではロボットの皮膚が外部からの支援なしにどのようにして自然に治癒するのかについては言及されていないと述べた。

このようなロボットの場合、材料の課題はリアリズムにまで及び、笑顔などの人間のような特性を機械に吹き込む方法を見つける必要があります。

東京大学の竹内教授とその同僚を含む科学者たちは、研究室で培養された人間の皮膚を長年研究してきました。

2022年、研究チームは ロボットの指を作成しました 生きた皮膚に包まれたこの機械は、人間の指のように指を曲げることができ、正確なタスクを実行するための触覚能力を与えます。

竹内教授のチームはミニフックで皮膚を固定しようとしたが、ロボットが動くと破れが生じた。 そこで研究チームは、骨をつなぐ緩い組織の小さなロープである靱帯を模倣することにした。

チームメンバーはロボットに小さなV字型の穴を開け、コラーゲンを含むゲルを塗布して穴を塞ぎ、人工皮膚をロボットに取り付けた。

シンガポールにある南洋理工大学機械航空宇宙工学部のイーファン・ワン助教授は、「このアプローチは、従来の硬いロボットと柔らかい生物学的な皮膚を組み合わせ、ロボットを『人間に似たもの』にするものだ」と述べた。 生物。

皮膚の接着はバイオハイブリッド ロボットに感じる力を与え、科学を SF ファンタジーに一歩近づけます。

「これにより、ロボットが人間を感知し、安全に対話する機会が生まれる可能性がある」と王教授は述べた。

竹内教授の研究室にある人工皮膚ロボットの顔には、接触や温度変化、その他の外部刺激を感知する能力が欠けている。

竹内教授は、これが次の研究目標であると述べた。

「私たちは、血管、神経、汗腺、皮脂腺、毛包などの必須コンポーネントを徐々に作成することで、本物の皮膚の機能を厳密に模倣した皮膚を作成することを目指しています」と彼は言いました。

ロボットの電子機器は、人体の神経システムがセンサー信号を感知するのではなく、センサー信号に基づいて動作する必要があるため、より多くの時間と研究が必要になると王教授は述べた。