Forskare från Donghua University i Kina och Jülich Center for Neutron Science (JCNS) i Tyskland nyligen
På senare år har robotik från hela världenförsöker skapa konstgjorda system som liknar delar av människokroppen och reproducerar deras funktioner. Dessa inkluderar konstgjord hud - ett skyddande lager som också kommer att förbättra robotarnas sensoriska förmåga.
"Som vi vet är hud störstett organ i människokroppen som fungerar som ett skyddande lager och sensoriskt gränssnitt för att hålla vår kropp frisk och lyhörd, säger Shentong Sun, en av studiens författare, till TechXplore. "Med den snabba utvecklingen av artificiell intelligens och mjuk robotik försöker ingenjörer täcka humanoida robotar med konstgjord hud som reproducerar alla mekaniska och sensoriska egenskaper hos en människa, så att de uppfattar den ständigt föränderliga yttre miljön, precis som vi."
Eftersom mänsklig hud är detmycket komplext system är det extremt svårt att imitera alla dess funktioner. Människohud kan till exempel känna av olika miljöförändringar, inklusive tryck, ytdeformation och temperaturfluktuationer, helt enkelt genom att fånga upp jonbaserade elektroniska signaler.
Självläkande hybridjonisk hud med en nanofiberstruktur baserad på biotekniken från äkta mänsklig hud. Bild: Wang et al.
Inspirerad av hudens naturliga strukturman, ingenjörer har skapat en konstgjord baserad på en självläkande nanotagg och en jonisk matris. De reproducerar funktionerna av kollagen respektive elastin (bindvävsprotein). Resultatet är ett material som är mjukt men som blir hårt när det sträcks. Denna egenskap är känd som töjningsstyvhet. Dessutom läker den nya konstgjorda huden själv efter skada, är motståndskraftig mot trötthet och reagerar snabbt på formdeformationer, vilket är särskilt viktigt för sensoriska tillämpningar.
Inspirerad av reparerbar nanofiberhudstruktur skapade ingenjörer en artificiell jonisk hud genom att införliva en självläkande elastisk nanomesh-ställning i en annan självläkande mjuk jonisk matris. Nanotaggen erhölls genom elektrospinning av en syntetisk polyuretan, som är självläkande på grund av utbytet av disulfidbindningar vid rumstemperatur. Den joniska matrisen framställdes genom att indunsta en vattenlösning av polyakrylamid-akrylsyra, hyaluronsyra och CaCl2 (kalciumklorid).
Experiment har visat att inte ens 10 000 cykler av stretching skadade huden. Den beräknade utmattningströskeln för hybridjonisk hud är nästan dubbelt så stor som för mänskliga muskler.
Läs mer:
NASA avslöjar hur framtiden för solsystemet ser ut
Fysiker har kylt atomer för att registrera temperaturer. De är en miljard gånger kallare än yttre rymden.
Forskare förklarar varför Indien och Asien kolliderade väldigt snabbt
Omslagsfoto: Kai Jacobson/UBC fakulteten för tillämpad naturvetenskap, från en annan jonisk hudstudie