中国の東華大学とドイツのユーリッヒ中性子科学センター（JCNS）の研究者らは最近、
近年、世界中のロボティクスが人体の一部に似た人工システムを作成し、その機能を再現しようとしています。これらには、ロボットの感覚能力も向上させる保護層である人工皮膚が含まれます。
「ご存知のとおり、皮膚は最も大きなものです」「これは人体の器官であり、私たちの体を健康で敏感に保つための保護層および感覚インターフェースとして機能します」と研究著者の一人であるShentong Sun氏はTechXploreに語った。 「人工知能とソフトロボティクスの急速な発展に伴い、エンジニアたちは、人間のすべての機械的および感覚的特性を再現する人工皮膚で人型ロボットを覆い、彼らが私たちと同じように絶えず変化する外部環境を認識できるようにしようとしています。」
なぜなら人間の肌は非常に複雑なシステムであるため、そのすべての機能を模倣することは非常に困難です。例えば、人間の皮膚は、イオンによる電気信号を拾うだけで、圧力、表面の変形、温度変化など、さまざまな環境の変化を感知できます。
本物の人間の皮膚のバイオテクノロジーに基づいたナノファイバー構造の自己修復ハイブリッドイオン皮膚。画像：王ら。
皮膚の自然な構造にインスパイアされたエンジニアは、自己修復ナノタグとイオンマトリックスに基づいた人工タグを作成しました。それぞれコラーゲンとエラスチン（結合組織タンパク質）の機能を再現しています。その結果、柔らかい素材ですが、伸ばすと硬くなります。この特性は、ひずみ剛性として知られています。さらに、新しい人工皮膚は、損傷後に自己修復し、疲労に強く、形状の変形に迅速に反応します。これは、感覚アプリケーションにとって特に重要です。
修復可能なナノファイバーから着想を得た皮膚構造に基づいて、エンジニアは、自己修復弾性ナノメッシュ足場を別の自己修復ソフトイオンマトリックスに組み込むことにより、人工イオン皮膚を作成しました.ナノタグは、室温でジスルフィド結合の交換により自己修復する合成ポリウレタンをエレクトロスピニングすることによって得られました。イオンマトリックスは、ポリアクリルアミド−アクリル酸、ヒアルロン酸およびＣａＣｌ２（塩化カルシウム）の水溶液を蒸発させることによって調製した。
実験では、10,000 サイクルのストレッチでも皮膚に損傷を与えないことが示されています。計算されたハイブリッド イオン スキンの疲労閾値は、人間の筋肉のほぼ 2 倍です。
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表紙の写真: Kai Jacobson/UBC 応用科学学部、別のイオン性皮膚研究から