Japón tiene la clave para la próxima evolución de los robots: envolverlos con piel humana

La piel cultivada tiene propiedades similares a la humana y sólo hace falta una buena unión con el robot para adentrarnos en el valle inquietante

El próximo paso es hacer que sude, sangre y tenga curación automática

Aunque siguen siendo impresionantes y cada nuevo vídeo es más espectacular que el anterior, los robots de Boston Dynamics ya no impresionan. Al menos, tanto como antes. Hay quien está buscando que el futuro esté protagonizado por robots menos específicos, pero más versátiles: los robots humanoides. Ahí entran en juego el Optimus de Elon Musk o el imponente Figure 01. El problema es que los seguimos viendo como robots. Pero… ¿qué pasaría si se consiguiera una piel realista para estos robots?

Shoji Takeuchi es un investigador de la Universidad de Tokio que está empeñado en crear robots hiperrealistas gracias a una piel similar a la de los humanos. Y su última creación puede revolucionar el terreno de la estética en estas máquinas, así como la investigación en áreas como la medicina o la estética.

Piel viva. Takeuchi es un investigador en sistemas biohíbridos que lleva años investigando el modo de fusionar elementos de tejido vivo dentro de los robots. Uno de sus logros fue el de la integración de músculos ‘vivos’ en robots para lograr que, por ejemplo, tengan movimientos en articulaciones más similares a los de un humano.

Yendo un poco más lejos, hay una obsesión por mejorar la piel sintética y cultivada para hacer que estos robots sean más parecidos a nosotros. La misma Universidad de Tokio presentó hace casi 20 años una piel artificial con sensores termales y de presión para robots, algo que se ha ido perfeccionando con los años con pieles sintéticas capaces de sentir presión y dolor.

Mejorando conexiones. Durante uno de los últimos estudios de la Universidad enfocado en diseñar una carne 3D con capacidad de autocuración (algo que también están investigando en otros centros), Takeuchi y su equipo se dieron cuenta de que se podían llevar las capacidades de la piel sintética un paso más allá. «Durante una investigación sobre un robot con forma de dedo cubierto por piel cultivada en nuestro laboratorio, sentí la necesidad de realizar una mejor adhesión entre las características físicas del robot y la estructura subcutánea de la piel».

Hasta ahora, la forma de unir ese tejido a la superficie sólida del robot implicaba elementos como ganchos muy pequeños que limitaban demasiado los movimientos que el robot podía hacer. El problema era que, si se realizaban movimientos bruscos o más allá de lo que permitía la elasticidad del propio punto de anclaje, la piel se rasgaba.

Son como nosotros. ¿La solución? Mirar nuestras propias conexiones. La piel humana está formada por varias capas como la Epidermis, la dermis, el tejido adiposo y, todo eso, se une al músculo con una serie de ligamentos. Inspirados por esa estructura, el equipo de Takeuchi ha desarrollado un sistema de anclajes en ‘V’ que unen la estructura del robot a una piel sintética a base de colágeno.

De esta forma, «la flexibilidad natural de la piel y el fuerte método de adhesión implica que esta piel puede moverse junto a los componentes mecánicos del robot sin rasgarse ni pelarse», afirma Shoji. Esto permitirá aplicar piel a prácticamente cualquier superficie y el truco está en emplear un gel de colágeno para la adhesión. Este gel es viscoso, por lo que el equipo utilizó un plasma que atrae el gel a las microperforaciones de los anclajes. Es la manera de mantener el colágeno en su sitio y que el efecto de piel sobre la superficie robótica sea el óptimo.

Más allá de la estética. El resultado es un tejido cutáneo que se puede aplicar a estructuras sólidas tanto en 2D como en 3D sobre superficies complejas, curvas y en movimiento sin deteriorarse. La cara sonriente que han creado es un ejemplo y el investigador no esconde que es una manera de crear robots con una apariencia más humana (aunque esa cara sonriente es un poco siniestra), pero las aplicaciones prácticas son más interesantes.

Por ejemplo, el equipo de Takeuchi tiene en mente que este avance se pueda aplicar en órganos artificiales. De esta forma, la industria estética y farmacéutica puede investigar sobre el envejecimiento de la piel, los procedimientos quirúrgicos, cirugía plástica o los cosméticos. Otro avance sería la integración de sensores que otorgarían a los robots capacidades interactivas más ricas.

El problema de la cicatrización. Ahora bien, está el problema de que la piel está expuesta a multitud de agentes que la desgastan. En los humanos no hay tanto problema, ya que las células encargadas de su reparación son increíblemente buenas en su trabajo, pero con las pieles sintéticas es más complicado. Takeuchi reconoce que la autocuración es un gran problema y que algunos materiales pueden fabricarse para curarse a sí mismos, pero requieren un desencadenante como el calor, la presión o un impulso eléctrico.

Además, no tienen células curativas como las nuestras. Su piel biológica es capaz de reparar cortes menores y se pueden agregar nervios para detectar esas zonas en las que se ha producido una rotura, pero está claro que esa cicatrización es un problema a resolver.

No se conforman. Ahora bien, aunque parezca impresionante ver esa pequeña y siniestra cara sonriente de una forma más realista que las que habíamos visto hasta ahora, Takeuchi y su equipo no piensan parar ahí. «En esta investigación, identificamos nuevos desafíos, como la necesidad de aplicar arrugas superficiales y una epidermis más gruesa para lograr una apariencia más humana. Creemos que una piel más gruesa se puede lograr incorporando glándulas sudoríparas, sebáceas, poros, vasos sanguíneos, grasa y nervios», comenta Shoji.

Vamos, que tienen como objetivo crear una piel que sea una copia exacta de la humana y quién sabe si eso puede ser un paso para lograr pieles artificiales que se apliquen en humanos con lesiones. De momento, no es algo que haya manifestado Takeuchi, pero su objetivo es lograr robots con movimientos y expresiones más realistas gracias a sistemas musculares sofisticados, con capacidad para curarse a sí mismos, sentir su entorno con precisión y realizar con destreza tareas humanas.

Imágenes y vídeo | Elsevier