Inovativna biotehnologija kojom je postignuta uspješna „implantacija“ živog tkiva ljudske kože na mehaničko-elektroničke robotičke dijelove ima svoju posve ozbiljnu i tehnološki uporabljivu svrhu: kombiniranje kožnog i vezivnog živog tkiva s robotskim neživim strojno-računalnim dijelovima može omogućiti veću mobilnost i fleksibilnost, dati im sposobnosti regeneriranja oštećenja koja pretrpe, te olakšati ugradnju i funkcionalnost različitih tipova biokompatibilnih robotičkih senzora.

Pomicanje kože na metalnom licu

Ma, sve je to dobro, prekrasno i svakog respekta vrijedno… ali bi nekima koji se nisu poput autora ovog teksta profesionalno navikli na živopisne medicinske i anatomske scene moglo biti pomalo (nemalo?) jezivo za vidjeti: nedavno se kao ilustracija rezultata inovativnog istraživanja što ga je proveo tim inženjera i biologa Sveučilišta u Tokiju pojavilo nekoliko video-isječaka koji bi za prikazivanje u kinima vjerojatno trebali imati priložen nekakav PG-17 ili barem PG-9 rejting: sočni, vlažni komadi ljudske kože se pokreću, preoblikuju i izvijaju u nešto nalik sarkastičnom osmijehu.

Izvješće o metodologiji testiranja i postignutim rezultatima japanski su istraživači objavili prošlog tjedna u znanstvenom časopisu Cell Reports Physical Science.

Jedan od članova navedenog tima, strojarski inženjer Shoji Takeuchi, opisuje dobivene rezultate tehnološkim rječnikom: „Oponašajući strukture ligamenata ljudske kože i koristeći posebno izrađene mikro-perforacije u obliku slova V u čvrstim materijalima, pronašli smo način da živu kožu povežemo sa složenim mehaničkim strukturama. Prirodna fleksibilnost ljudske kože u kombinaciji s inovativnom tehnologijom čvrstog prianjanja omogućuju nam da se živa koža može pomicati zajedno s mehaničkim komponentama robota bez trganja, otpadanja ili ljuštenja.“

Inače, za one koji to do sada nikada nisu sami pokušali učiniti u hobističkoj radionici u garaži ili u ljetnoj kuhinji u dvorištu iza kuće, valja objasniti da pričvršćivanje živog vezivnog i kožnog tkiva na čvrste metalne ili plastične površine uopće nije jednostavno. Nekadašnji pionirski pristupi i rješenja uključivali su korištenje minijaturnih igala i kukica inspiriranih prirodnim alatkama za bušenje i fiksiranje predatorskih organa na ljudsku kožu: krvopijskim rilcima komaraca ili žaokama stršljena i osa. Međutim, takve mikro-igle i kukice nisu dobro funkcionirale na zakrivljenim robotskim površinama od metala i plastike, a i limitirale su potencijalni puni opseg mobilnosti robota.

Hvatanje kolagenskih korijena

Japanski znanstvenici i inženjeri su osmislili i realizirali nov, posve oprečan pristup rješavanju problema „tapeciranja“ vanjštine androidnog robota ljudskom kožom. Oponašajući način na koji se naša vlastita koža prirodno pričvršćuje za svoju podlogu (domaći anatomsko-histološki naziv za to glasi 'potkožje'), istraživači su napravili mikro-perforacije u površini materijala od kojega je načinjeno 'lice' robota, na koje su potom nalijepili ljudsku kožu… i to je bilo to: kada god bi mikro-motori promijenili oblik 'lica' robota, pokretala bi se i mijenjala oblik koža koju su nalijepili.

Ček…što? Kakvu to 'ljudsku kožu'? Nalijepili… kako?

Kao prvo, valja istaknuti da koža koju su marljivi tokijski inženjeri nalijepili na lica svojih androida ipak nije izravno „zguljena“ sa živih osoba: kao što ste vjerojatno i sami pretpostavili, radi se o kožnom tkivu koje je prethodno uzgojeno „u epruveti“, iz laboratorijskih kultura stanice ljudske kože. Istovremeno su u laboratorijskim uvjetima uzgajane i žive vezivne stanice, one koje u ljudima grade vezivno tkivo, ligamente, tetive i ovojnice. Te umjetno uzgojene vezivne stanice ugradili su u sastav specijalno izrađenog gela načinjenog od kolagena, ljepljivo-elastičnog proteina čija uloga je da u koži i vezivu održava elastičnost i fleksibilnost.

Takav kolagenski gel u kojega su umiješane žive vezivne stanice poslužio je kao ljepilo između kožnog tkiva i mehaničkih dijelova robota: s jedne strane su se vezivne stanice „uhvatile“ za kožu, a s druge strane su zajedno sa gelom ušle u kanaliće načinjene mikro-perforacijama u robotičkom materijalu i tamo čvrsto „uhvatile korijen“.

Autoreparacija i senzorna integracija

Kao jednu od velikih prednosti ovog novog pristupa „humanizaciji“ robota, istraživači navode mogućnost autoreparacije (samoizlječenja): androidi i kiborzi naše bliske budućnosti trebali bi moći automatski popraviti svoj vanjski omotač ili bilo koje drugo živo građevno tkivo na sličan način kako se to događa sa zarastanjem ozljeda kod ljudi.

Naravno, sadašnja tehnologija još mora prijeći dug i kompliciran put do postizanja tako naprednog stadija autoreparacije: „Manipuliranje živim, vlažnim i mekanim biološkim tkivima tijekom procesa izrade i usavršavanja biološko-mehaničko-elektroničkih hibridnih robota puno je teže nego što bi oni koji se ne bave takvim uskim poljima interesa mogli i zamisliti“, objašnjava Takeuchi. „Na primjer, ako se cijelim tijekom postupka uzgajanja i pričvršćivanja živuće kože na robota ne održava najstroža sterilnost, u stanične kulture se mogu uvući bakterije – i tkivo će odumrijeti. Ali, temelji su stvoreni i perspektive su sada široko otvorene: u ovoj smo studiji uspjeli u velikoj mjeri replicirati ljudski izgled stvarajući 'živo' lice s istim površinskim materijalom, strukturom i temeljnom mimikom kao kod ljudi“.

Osim što presvučeni ljudskom kožom djeluju „ljudskije“ (koliko god to sada izgledalo kao jeziv isječak iz nekog B-produkcijskog filma strave), roboti mogu biti obogaćeni nizom novih sposobnosti koje im donosi koncept žive kože. Na primjer, u tu cyber-kožu bi se u idućim fazama istraživanja moglo integrirati i ugraditi nekoliko vrsta bioloških senzora za različite tipove osjeta kakvi i inače postoje u ljudskoj koži: za dodir, bol, pritisak, toplinu, hladnoću, čime bi se postigao napredak i na polju funkcionalnosti, a ne samo estetike takvih humaniziranih strojeva.

Tokijski istraživački tim ističe da bi njihov novi pristup mogao pomoći i u istraživanjima procesa starenja kože, te u domenama kozmetike i plastične kirurgije.

Dodaju, uz notu šaljivosti, kako bi – ako im ništa drugo ne uspije – sasvim vjerojatno mogli prodati svoju tehnologiju nekom filmskom studiju kako bi njome inspirirali neku novu franšizu horora o čovjekolikim robotima koji se jezivo smiješe dok im nakon ozljede koža zarasta sama od sebe.