Het is een eerste stap op weg naar robots die sprekend op mensen lijken.

Veel bestaande robots hebben menselijke kenmerken. Denk aan armen, benen en een gezicht. Toch lijken deze robots nog niet écht op ons. Dat heeft er met name mee te maken dat ze in veel gevallen van metaal gemaakt zijn. Onderzoekers laten echter in een nieuwe studie zien dat het ook anders kan. En wel door een robotvinger te bekleden met menselijke cellen, waardoor deze qua uiterlijk angstvallig dicht in de buurt van onze eigen vingers komt.

Net echt
Dat robots ‘net echt’ lijken, is een belangrijke prioriteit voor onderzoekers die zogenaamde humanoïde robots bouwen. Dergelijke robots hebben vaak een lichaamsvorm die lijkt op die van een mens, maar zijn vandaag de dag nog wel duidelijk herkenbaar als een robot. De bedoeling is dat humanoïde robots steeds meer met mensen zullen communiceren, bijvoorbeeld in de gezondheidszorg of in de dienstverlenende sector. En de verwachting is dat een mensachtig uiterlijk deze communicatie zou kunnen verbeteren en meer sympathie oproept.

Robothuid
Een manier om een robot ‘echter’ te laten lijken, is natuurlijk door ‘m een menselijke huid te geven. Hoewel de huidige siliconenhuid gemaakt voor robots het menselijk uiterlijk redelijk nabootst, schiet het tekort als het gaat om delicate texturen zoals rimpels. “Vanaf een afstand lijkt een dergelijke huid misschien echt,” vertelt onderzoeker Shoji Takeuchi in gesprek met Scientias.nl. “Maar als je dichterbij komt, zie je goed dat het kunstmatig is.”

Levende menselijke cellen
De Japanse onderzoeker besloot daarom een robothuid te maken van levende menselijke cellen. Want hoe dichter kun je de realiteit naderen dan door gebruik te maken van precies dat weefsel dat wij zelf ook bezitten? “De enige manier om een robot het uiterlijk van een mens te geven, is om zijn lichaam te bekleden met hetzelfde velletje,” betoogt Takeuchi. “Dat wil zeggen: levende cellen.”

Om de huid te maken, dompelde het team een robotvinger eerst onder in een cilinder gevuld met een oplossing van collageen en menselijke fibroblasten; de twee belangrijkste componenten die het bindweefsel van de huid vormen. Vervolgens voegden de onderzoekers menselijke keratinocyten – het soort cel waaruit onze opperhuid is opgebouwd – aan het mengseltje toe. Hierdoor sloot de huid naadloos aan op de robotvinger.

Zweterige robotvinger
Het resultaat is een robotvinger die mechanische geluiden maakt terwijl hij op en neer beweegt, maar er tegelijkertijd opmerkelijk mensachtig uitziet. “De vinger ziet er een beetje ‘zweterig’ uit, zo rechtstreeks uit het kweekmedium,” zegt Takeuchi. De bewerkte huid heeft behoorlijk wat kracht en elasticiteit. Zo bleef de robothuid volledig intact terwijl deze werd gekruld en gerekt (zie ook onderstaande video).

Waterafstotend en zelfherstellend
Niet alleen heeft de robotvinger een huidachtige textuur, de robothuid is ook waterafstotend en zelfherstellend. Deze twee functies laten zien dat de onderzoekers er goed in geslaagd zijn de realiteit te evenaren. “Dat onze robothuid waterafstotend is, laat zien dat er een opperhuid gevormd is,” legt Takeuchi uit. Bovendien bieden deze twee eigenschappen verschillende voordelen bij het uitvoeren van specifieke taken. Wanneer een robot ‘gewond’ zou raken, kan de huid zichzelf, met een beetje hulp van een soort collagene ‘pleister’, herstellen, net zoals onze eigen huid dat doet. “Een robot kan zichzelf dus repareren als deze tijdens het gebruik licht beschadigd raakt,” aldus Takeuchi.

“Ik denk dat een levende huid de ultieme oplossing is om robots het uiterlijk en de aanraking van levende wezens te geven”

Positief verrast
De onderzoekers zijn positief verrast door hun eigen creatie. “We zijn met name tevreden over hoe goed het huidweefsel het oppervlak van de robot omsluit,” stelt Takeuchi. “Dit werk is slechts een eerste stap. Maar het laat wel zien dat levend huidweefsel gebruikt kan worden als ‘bekleding’ voor robots. We hebben dan ook aangetoond dat we een manier hebben gevonden om robots er menselijker uit te laten zien, uitgerust met een robothuid die ook nog eens zelfherstellend is.”

Verbeteringen
Toch zijn de onderzoekers er nog niet. Zo is de ontwikkelde huid bijvoorbeeld veel zwakker dan onze eigen huid. “We hebben geen bloedsomloop in de huid gebouwd,” legt Takeuchi uit. “Dit betekent dat de huid niet lang meegaat nadat het uit het kweekmedium is gehaald. Op dit moment zijn we druk bezig om een manier te verzinnen waarop we een bloedsomloop kunnen toevoegen.” Daarnaast willen de onderzoekers hun robotvinger nóg echter laten lijken. “We willen een meer verfijnd huid ontwikkelen met huidspecifieke functies,” gaat Takeuchi verder. “Dit willen we bereiken door verschillende huiddetails na te bootsen, zoals sensorische neuronen, haarzakjes, nagels en zweetklieren. Een uitdagende volgende stap zou zijn om onze huidige methode op te schalen, zodat we grotere lichaamsdelen kunnen bekleden.”

Ethisch
Hoewel Takeuchi met zijn team een belangrijke stap heeft gezet, is het nog een lange weg voordat mensachtige robots daadwerkelijk in het dagelijks onder ons zijn. De vraag is ook hoe ethisch het is om robots te bouwen die sprekend op mensen lijken. Hoe ver kun je gaan? “Dit is een hot topic in de robotethiek,” zegt Takeuchi desgevraagd. “Aangezien het onderzoeksveld de potentie heeft om een nieuwe relatie tussen mens en robot tot stand te brengen, willen we graag de juiste onderzoeksrichting verkennen door een oprechte dialoog met het grote publiek aan te gaan.”

Ondanks dat denkt Takeuchi dat als er in de toekomst robots komen die sterk op ons lijken, zijn techniek een belangrijke rol kan spelen. “Ik denk dat een levende huid de ultieme oplossing is om robots het uiterlijk en de aanraking van levende wezens te geven,” zegt hij. Maar de implicaties van zijn studie reiken verder dan dat. “De technologie uit dit onderzoek kan ook gebruikt worden in andere industrieën waar een herstellend vermogen en mensachtige eigenschappen belangrijk zijn,” gaat Takeuchi verder. “Denk bijvoorbeeld aan de ontwikkeling van cosmetica, farmaceutische producten voor de huid en gekweekt leer. Ten slotte zou het zelfs van pas kunnen komen in de regeneratieve geneeskunde als transplantatie materiaal.”