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標題: 「以假亂真」的機器人手指﹐防水﹑能彎曲還能自我修復 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2022-6-18 01:16 AM 標題: 「以假亂真」的機器人手指﹐防水﹑能彎曲還能自我修復

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　　1968年出版改編成電影《銀翼殺手》的名科幻作品《仿生人會夢見電子羊嗎﹖》﹐從外觀無法辨別是人類或非人的人型機器人﹐不僅它﹐許多科幻作品都有類似設計﹐未來或許會出現與人類生理無限接近的機器人。
　　這種類人機器人開發一直都有﹐如為機器人製造的矽膠皮膚﹐可一定程度模仿人類外表﹐但很難做到像人皮膚有皺紋等紋理﹐且缺乏皮膚應有的功能。但不久前東京大學Shoji Takeuchi教授研究團隊開發出人造皮膚的機器人手指。乍看這根機器人手指﹐可能會讓人嚇一跳﹐然後疑惑﹕「這不是真的手指嗎﹖」。
　　如果有這些反應﹐正說明仿生程度確實很高。這皮膚模型覆蓋的真皮等效物正是由真人細胞(纖維母細胞﹑角質形成細胞等)和細胞外基質(ECM)水凝膠(膠原蛋白等)製造。機器人手指要浸入膠原蛋白和人類真皮纖維母細胞溶液﹐兩種主要成分構成皮膚的結締組織﹐且混合物擁有自然收縮功能﹐手指就像上了一層「底漆」﹐也為人類表皮角質形成細胞提供基礎。
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　　這三關節的機器人手指除了外觀與觸感十分接近真人皮膚﹐功能也與真皮膚類似。如機器人手指像人手指有防水性﹐且表面水滴也能輕鬆擦掉﹐就能保護內部電動馬達等零件不被水損壞。不僅如此﹐還能像人指伸直和彎曲。馬達的卡噠聲配上動作和逼真外表﹐讓機器人手指看起來更像真人手指。
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　　研究團隊原本受水凝膠治療深度燒傷皮膚啟發﹐因此機器人手指的真皮等效物還能「自我修復」。研究人員測試將機器人手指皮膚割下一小片﹐然後用膠原蛋白片覆蓋。膠原蛋白片能密封傷口﹐培養7天後﹐移植的脫細胞膠原片與原本真皮等效物邊界變模糊﹐修復後手指﹐膠原片與真皮等效物的黏附強度足以承受機械手指反覆彎曲運動。
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　　當然﹐機器人手指研究的壽命和功能化等方面還有許多需改善的地方﹐如不能缺少循環系統的適當供水和因汗液分泌局部潤濕﹐目前只能待在有液體的培養基裡。因此真皮內和真皮下方建立灌注通道以模擬血管供應水分﹐以及皮膚整合汗腺體﹐是未來研究的重要方向。
　　這種濕培養條件導致電子器件和佈線劣化也要注意。為了提高機器人手指功能和物理自主性﹐建立有可灌注人工血管網路和生物相容性防水電子設備並存的架構﹐同樣是未來重點﹐不僅要保持活體皮膚的生存能力﹐還要整合電子處理器﹑電機﹑感測器﹑電線﹑電池﹑通訊模組等。
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　　這項研究的突破也不可否認﹐證明可直接在機器人周圍塑造皮膚組織﹐讓皮膚直接長在機器人零件上﹐還讓「人造皮膚」有矽膠皮膚沒有的紋理與柔軟質地﹐以及防水﹑隨關節曲伸﹐甚至自我修復等類似真人皮膚的外觀與功能。
　　團隊未來計畫﹐想加入感覺神經元﹑毛囊﹑指甲和汗腺等開發更高級版﹐也想嘗試更大面積的結構。這項研究也許還有一項需注意。研究目的提到﹐類人機器人部分任務需要類人外觀﹐以提高與人類資訊交換效率並讓人喜愛。為了模仿人類外觀﹐開發有逼真人類皮膚色調和紋理的人形覆蓋材料勢在必行。
　　但假以時日﹐面對類人機器人﹐尤其是皮膚與真人如此接近的機器人﹐恐怕也逃不過「恐怖谷理論」。人類或許喜歡像人的機器人﹐但太像人的機器人﹐真能讓人喜歡嗎﹖

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