Japonci vytvořili roboprst přirozeně potažený živou kůží

TLDR: Správně vyvážená směs kolagenu, fibroblastů a keratinocytů přilnula k mechanickému prstu a vytvořila kolem něj sebeopravující se vrstvu. Čili: kůži.  Studie tuna.

Ukažme si na něj prstem

Stresujete se moc dnešním světem? Na pár sekund se zastavte, pozvedněte svou dlaň a upřeně se zadívejte na své prsty – já tu chvíli počkám…

…Tak, hotovo? Gratuluji! Uzřeli jste právě zázračný „nástroj“ vytvořený přírodou skrze miliony let evolučního iterování.

Japonský tým se však tomuto přírodnímu vynálezu nyní přiblížil skrze vytvoření roboprstu potaženého lidskou kůží. Co zní jako aprílový článek, bylo skutečně na 9. června publikováno v žurnálu Matter.

Roboty máme tendenci vnímat jako mašiny z kovu a plastu. Ale to se zřejmě začíná pomalu měnit. Kov ani plast už nejsou tak sexy, jako byly před 60 lety – a živé buňky mají oproti neživým matrošům řadu výhod. Japonští vědátoři týmu Shoji Takeuchiho z Tokijské univerzity proto zvolili „biohybridní přístup“ spočívající ve výrobě robota pokrytého živou kůží! Tedy, „robota“… Ve výsledku vytvořili několikacentimetrový mechanický (robotický) prst, který je pokryt tenkou vrstvou kožních buněk.

Namísto toho, aby tato kůže dovolila prstu snáze se infiltrovat mezi povstaleckou skupinu Johna Connora, má trošku jiné výhody – především se může sama opravovat podobným způsobem, jako se umí sama opravovat vaše vlastní tkáň. Dokonce ji to jde vlastně lépe – roboprst lze totiž jednodušejc celý umístit do kolagenové fólie pro léčbu popálenin než (neuseknutý) prst člověka.

V neposlední řadě má živá tkáň tu výhodu, že buňky jsou co do úkolů multifunkční – umějí třeba jedna nahrazovat druhou, ale také umějí předávat nervové signály a umějí detekovat tlak. Nakonec tak vlastně dojdeme k tomu, že chceme-li robotické paže citlivé vůči stisku, schopné se opravovat&verzatilní vůči poškození… Můžeme jim prostě dát ruce lidské. Nebo alespoň ruce z živých, uměle kultivovaných tkání.

Robotický prest (dole). Zdroj: Orion Pictures, Kawai et al, Matter 2022, vlastní
Robotický prest (dole). Zdroj: Orion Pictures, Kawai et al, Matter 2022, vlastní

Skutečná inovace

Japonci ale nedošli k živým buňkám ani omylem, ani jako první. Deklarovaným cílem jejich výzkumu je přímo přiblížit mašiny lidskému vzhledu. Panuje totiž teze, že teprve poté bude robotika univerzálněji přijata a univerzálněji aplikovatelná. Ač mám o této tezi subjektivně své pochybnosti a jiní oponenti poukazují spíše na „děsivost“ člověku podobných androidů, věnujme se raději druhé části – pokusy o využití živých buněk v robotice tu byly již dříve.

Ještě pár let nazpět byla kultivace tkání podstatně méně prozkoumané pole než dnes, ukázal se navíc problém s aplikací 2D kožních plátů na 3D robota. Není zase tak jednoduché nanést 2D matroš na 3D objekt tak, aby to vypadalo přirozeně. O něco efektivnější by jaksi bylo, kdyby tkáň na trupu robota vyrašila sama…

A právě to je skutečná inovace tokijské studie. Vědátoři vzali svou několikacentimetrový roboprst, ponořili jej do specificky namixovaného roztoku kolagenu a lidských dermálních fibroblastů (hlavních složek pojivové tkáně kůže) a dali tomu všemu poté optimální podmínky pro další rozvoj. Prostředí se podařilo postupně vyštelovat tak, aby se tkáň přirozeně smrštila kolem roboprstu a vytvořila dosud nepřirozenější základ pro keratinocyty – finální vrstvu buněk, které dodávají finálnímu roboprstu texturu podobnou kůži a vlastnosti odpuzující vodu.

Vyrobená kůže měla dostatečnou pevnost a pružnost, aby snesla dynamické pohyby, při poranění se kůže navíc dokázala s pomocí kolagenového obvazu i sama zahojit! Prostě vše, co člověk chce od továrního robota, robotického majordoma… anebo infiltračního robota schopného se vrátit nazpět časem a zabít matku vůdce povstání!

Grafický abstract. Zdroj: Kawai et al, Matter 2022
Grafický abstract. Zdroj: Kawai et al, Matter 2022

Pořád jen výzkum

Ale žerty stranou, jakkoliv působí roboprst s kůží poněkud strašidelně, technologie je stále značně nepraktická pro běžné užití. V první řadě roboprstu logicky chybí nějaká udržitelná metoda vyživování, buňkám tak postupně dojde šťáva a budou odumírat. A není asi praktické ponořit na noc terminátora pokaždé do sirupu, aby neumřela jeho kůže hlady…

Tj. v praxi by bylo nutné dodat i ty další přebytečné části organismu jako cévy a schopnost nějak metabolizovat potravu/předávat ji cévami do těla. Takže buď byste svého robota museli krmit nějakými granulemi, anebo ho pohánět baterkami plnými výživné krve – a obojí je momentálně DALECE za hranicemi toho, co biohybridní technologie dovede.

Snažím se tím říct, že se nemusíte úplně obávat, že váš robovysavač bude v příští verzi pokrytý živou lidskou kůží, anebo že si na svůj nový telefon budete moct v dohledné době koupit kožní obal. Alespoň tedy nikoliv živý. Ačkoliv je japonský pokrok v nanášení kůže rozhodně významný dílčí krok v biomimetice, rozdíl mezi nynějším roboprstem a hypotetickým terminátorem je asi stejný, jaký dělí kapra od krakena.

Jasně, postupně se k tomu „krakenovi“ dostáváme – ale lidské ručičky budou ještě nejméně dekády na téhle planetě ten nejzázračnější bionástroj! A pokud se chcete něčím na světě stresovat, čistě lidské činy jsou a budou ještě předlouho daleko aktuálně téma k řešení než jakési hypotetické lidem podobné stroje.

[Ladislav Loukota]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Reklama