畫(huà)皮走進(jìn)現(xiàn)實(shí)？微笑機(jī)器人臉由活體人類(lèi)皮膚細(xì)胞打造，你怕了沒(méi)
從正義英雄到邪惡反派，生物合成機(jī)器人一直都是許多科幻作品的主角。
科幻迷你劇《真實(shí)的人類(lèi)》女機(jī)器人安妮塔。
在服務(wù)行業(yè)，類(lèi)人機(jī)器人經(jīng)常被要求與人類(lèi)互動(dòng)，看起來(lái)像人一樣，「真實(shí)」則是它們的首要任務(wù)之一。
因?yàn)橄袢艘粯拥耐獗砜梢蕴岣邷贤ㄐ?，讓人產(chǎn)生好感。
雖然目前機(jī)器人的硅膠皮膚可以模仿人類(lèi)的外觀，但它在皺紋等細(xì)膩紋理方面做得不夠，也缺乏皮膚特有的功能。為機(jī)器人制造活皮膚的嘗試也僅取得了有限的成功。
25日，日本科學(xué)家找到了一種將活體皮膚附著在機(jī)器人臉上的方法，從而使機(jī)器人的微笑和其他面部表情更加逼真。
東京大學(xué)的研究小組稱(chēng)，這一突破來(lái)自于對(duì)人體組織結(jié)構(gòu)的復(fù)制。
這為制造生物合成機(jī)器人鋪平了道路，并且這種機(jī)器人的皮膚具有自我修復(fù)功能，不會(huì)輕易撕裂或撕破。
人造皮膚是在實(shí)驗(yàn)室中利用活細(xì)胞制成的。它不僅柔軟，就像真正的皮膚一樣，而且一旦被割破還能自我修復(fù)。
人造皮膚能做表情，就問(wèn)你怕不怕
研究人員表示，由活體人類(lèi)皮膚制成的笑臉有一天可能會(huì)被附在類(lèi)人機(jī)器人上，使機(jī)器能夠更逼真地表達(dá)情感和交流。
其皺紋還可能對(duì)化妝品行業(yè)有幫助，因?yàn)樗鼈兛梢杂糜跍y(cè)試和研究護(hù)膚品的效果。
這種活體組織是一種由人類(lèi)皮膚細(xì)胞在膠原支架中培養(yǎng)而成的混合物，置于3D打印的樹(shù)脂基座上。
與之前的類(lèi)似實(shí)驗(yàn)不同，這種皮膚還包含類(lèi)似于人類(lèi)和其他動(dòng)物皮膚下層組織中的韌帶，使其固定并賦予其驚人的強(qiáng)度和靈活性。
哈佛大學(xué)的Michio Kawai稱(chēng)這些韌帶等效物為「穿孔型錨」（perforation-type anchors），因?yàn)樗麄兺ㄟ^(guò)在機(jī)器人的樹(shù)脂基座上打孔，讓微小的V形腔填充活體組織，從而創(chuàng)建了這些錨。
這種設(shè)計(jì)幫助機(jī)器人皮膚固定在原位。
研究團(tuán)隊(duì)將這種皮膚放在一個(gè)幾厘米寬的笑臉機(jī)器人上，該機(jī)器人通過(guò)連接到基座的桿子來(lái)移動(dòng)。
他們還將這種皮膚附在一個(gè)類(lèi)似大小的人頭形3D模型上（見(jiàn)下圖），但這個(gè)模型無(wú)法移動(dòng)。
Kawai說(shuō)，「隨著AI技術(shù)的發(fā)展和其他進(jìn)步，使機(jī)器人承擔(dān)更多角色，機(jī)器人皮膚的功能需求也在變化?！?/p>
這項(xiàng)研究也可能為化妝品行業(yè)帶來(lái)意想不到的好處。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究人員讓這個(gè)小機(jī)器人臉持續(xù)微笑一個(gè)月，結(jié)果發(fā)現(xiàn)他們能夠復(fù)制表情皺紋的生成過(guò)程。
Kawai在東京大學(xué)工作時(shí)說(shuō)，「在掌上實(shí)驗(yàn)芯片上重現(xiàn)皺紋形成的能力，可以用于測(cè)試新的化妝品和護(hù)膚品，幫助預(yù)防、延緩或改善皺紋的形成?！?/p>
當(dāng)然，Kawai也指出，這種皮膚仍然缺乏真實(shí)皮膚的一些功能和耐用性。
由于缺乏感知功能和沒(méi)有血管來(lái)提供營(yíng)養(yǎng)和水分，這種皮膚在空氣中不能長(zhǎng)時(shí)間存活。
為了解決這些問(wèn)題，目前的挑戰(zhàn)是將神經(jīng)機(jī)制和灌注通道整合到皮膚組織中。
研究團(tuán)隊(duì)
該項(xiàng)新技術(shù)由日本東京大學(xué)Shoji Takeuchi教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，在論文「Perforation-type anchors inspired by skin ligament for robotic face covered with living skin」中提出。
早在2022年6月9日，Shoji Takeuchi教授就在Matter雜志上發(fā)表了研究成果，為機(jī)械手指提供真實(shí)人類(lèi)皮膚的質(zhì)感，甚至有防水和自愈功能。
通過(guò)研究，Shoji Takeuchi教授發(fā)現(xiàn)，皮膚組織和機(jī)器表面的契合程度相當(dāng)高。
「這項(xiàng)工作只是創(chuàng)造出覆蓋活體皮膚機(jī)器人的第一步。」
秉持著「活體皮膚是賦予機(jī)器人生物外觀和觸感的終極解決方案」這一理念，兩年后，Shoji Takeuchi教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)又有新進(jìn)展。
要達(dá)到皮膚和機(jī)器連接這一目標(biāo)，通常皮膚組織附著在機(jī)器表面上會(huì)使用微型鉤子，能夠有效連接機(jī)械和皮膚組織。
但是這種方法有兩個(gè)致命的缺點(diǎn)。
一是特定的皮膚涂層才能與微型鉤子兼容，使用范圍相當(dāng)有限；
二是機(jī)械結(jié)構(gòu)和皮膚連接常常出現(xiàn)不夠牢固和不夠靈活的問(wèn)題，而且這些鉤子會(huì)在機(jī)器人移動(dòng)時(shí)損壞皮膚。
在人體內(nèi)，皮膚是通過(guò)韌帶--由柔韌的膠原蛋白和彈性蛋白組成的細(xì)繩--拴在下層結(jié)構(gòu)上的。
Shoji Takeuchi教授從人類(lèi)皮膚韌帶中獲得靈感，在機(jī)器人面部進(jìn)行特殊的V形穿孔使皮膚層固定。
為了重現(xiàn)這種情況，研究人員在機(jī)器人身上鉆了很多小孔，然后涂上含有膠原蛋白的凝膠，再在上面鋪上一層人造皮膚。
這種方法一方面使皮膚顯得更加逼真，另一方面還可以自行修復(fù)任何割傷或擦傷。
Shoji Takeuchi教授說(shuō)，「通過(guò)模仿人類(lèi)皮膚韌帶結(jié)構(gòu)，并在固體材料中使用特制的V形穿孔，我們發(fā)現(xiàn)了一種將人造皮膚與機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)結(jié)合的方法。」
「皮膚的天然柔韌性和強(qiáng)大的粘合方法意味著皮膚可以隨著機(jī)器人的機(jī)械部件移動(dòng)，而不會(huì)撕裂或剝落」
研究人員說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)還需要多年的測(cè)試才能成為日?，F(xiàn)實(shí)。
Shoji Takeuchi教授表示，「另一個(gè)重要挑戰(zhàn)是通過(guò)在機(jī)器人內(nèi)部集成復(fù)雜的致動(dòng)器或肌肉，創(chuàng)造出類(lèi)似人類(lèi)的表情。」
逼真又可愛(ài)or恐怖谷效應(yīng)?
對(duì)于技術(shù)大佬又「整新活兒」，網(wǎng)友對(duì)于頗具視覺(jué)沖擊力的演示圖片紛紛發(fā)表了自己的意見(jiàn)。
有網(wǎng)友對(duì)這種新技術(shù)很感興趣，并表示愿意和它交朋友。
我愿意和它成為朋友，它看起來(lái)挺有魅力的！
大部分網(wǎng)友都表示了質(zhì)疑態(tài)度，表示不看實(shí)物，幾張圖片就足以看得人Sam值狂掉。
老天爺，人類(lèi)倒騰出來(lái)得恐怖玩意又超出我的理解范圍了。
也有網(wǎng)友表示，機(jī)器人過(guò)度對(duì)逼真的追求反而會(huì)引起人們負(fù)面和反感的情緒。
正如機(jī)器人專(zhuān)家森政弘的「恐怖谷理論」假設(shè)，當(dāng)機(jī)器人與人類(lèi)的相似程度達(dá)到一個(gè)特定程度的時(shí)候，人類(lèi)對(duì)他們的反應(yīng)便會(huì)變得極其負(fù)面和反感。
不僅如此，還有大量關(guān)于這個(gè)主題的研究。人們喜歡有點(diǎn)人性化或像寵物一樣的機(jī)器人，它們很可愛(ài)。但是它們?cè)奖普?，人們就越害怕?！躲y翼殺手》中的復(fù)制人或《異形》中的Ash尤其令人毛骨悚然。
一些網(wǎng)友對(duì)于這種逼真類(lèi)人機(jī)器人制造的目的進(jìn)行了討論。
他們認(rèn)為機(jī)器人研究的主要方向應(yīng)該是協(xié)助人類(lèi)代工或提高效率，外形如何，是否逼真無(wú)人在意。
呵呵！看吧。我真的不想聽(tīng)到任何亂七八糟的關(guān)于機(jī)器人的進(jìn)步，除非有一個(gè)機(jī)器人可以幫我掃廁所、給我的房子吸塵、當(dāng)我狗狗的鏟屎官。
為什么非要讓機(jī)器人逼真的像人類(lèi)？機(jī)器人的全部目的就是提高生產(chǎn)力，而不必考慮人權(quán)問(wèn)題。
如果賦予它們意識(shí)和人性，它們只會(huì)變成更多的人。我們不需要更多的人。
研究人員你們下一步是要讓這些機(jī)器人操一口正宗美國(guó)腔不？
我認(rèn)為這屬于白干了。如果我們真的想讓人類(lèi)對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生情感依賴(lài)（這已經(jīng)是一個(gè)值得懷疑的目標(biāo)），我們不需要逼真的面孔。既然這顯然只會(huì)落入恐怖谷，為什么不制作一個(gè)可愛(ài)像素臉呢？說(shuō)實(shí)話(huà)，一個(gè)完全沒(méi)有臉的機(jī)器人比這面目可愛(ài)多了。
由MC我的世界制作的企鵝熱氣球，確實(shí)比人皮瞪眼機(jī)器人看起來(lái)可愛(ài)多了。
企鵝熱氣球圖片來(lái)自b站素晴Story
本文轉(zhuǎn)自 新智元 ，作者：新智元
