プレスリリース

2022/06/10

世界初!生きた皮膚で覆われたロボット ~修復能をもつ培養皮膚付きロボットの開発に成功~

情報理工学系研究科の竹内昌治教授、河井理雄大学院生(研究当時)を中心とした研究グループは、人の皮膚細胞から作製される「培養皮膚(注 1)」を利用し、細胞由来の生きた皮膚を持つ指型のロボットを開発しました。
ヒューマノイドなどのロボットは従来シリコンゴムで被覆されることで人間らしく柔らかい皮膚を備えてきました。しかしロボットが従来人間の行っていた仕事を代替していく中、 シリコンゴムには自己修復やセンシング、廃熱(発汗)など人間らしい能力を備えていないという課題が残っていますが、今回研究グループは人の皮膚細胞を体外で培養することで作製される「培養皮膚」をロボットの被覆素材として活用することで、修復能力など人間らしい機能を備えた肌を持つ指型のバイオハイブリッドロボット(注 2)を作製することに世界で初めて成功しました。
本研究で開発された培養皮膚付きロボットの作製に関わる要素技術である培養皮膚は、将来のヒューマノイドロボットの被覆材料のみならず、義手・義足分野や皮膚を対象とした化粧品や医薬品の開発、移植素材としての再生医療分野等での活用が期待されます。 本研究成果は、2022 年 6 月 9 日午前11時(米国東部夏時間)に米国科学誌「MATTER」のオンライン版に注目の研究を紹介するハイライト記事として掲載されました。

【発表雑誌】
雑誌名:「Matter」オンライン版 2022 年 6 月 9 日公開(米国東部夏時間)
論文タイトル:Living skin on a robot
著者:Michio Kawai, Nie Minghao, Haruka Oda, Yuya Morimoto, Shoji Takeuchi*
DOI 番号:10.1016/j.matt.2022.05.019

図 1. (A) 指型ロボットの設計 (B) ロボットを被覆する培養皮膚の形成手法。真皮細胞を含んだコラーゲン溶液を培養すると激しく収縮し培養真皮組織を形成する性質を利用し、指型ロボットをぴったりと被覆する培養皮膚組織を作製する。
図 1. (A) 指型ロボットの設計 (B) ロボットを被覆する培養皮膚の形成手法。真皮細胞を含んだコラーゲン溶液を培養すると激しく収縮し培養真皮組織を形成する性質を利用し、指型ロボットをぴったりと被覆する培養皮膚組織を作製する。

図 2. (A) 培養皮膚に被覆された指型ロボットの関節運動。作成したロボットは皮膚を破壊することなく関節運動を行うことができる。(B) 表皮組織の確認。(C)表皮組織の特性である撥水性の確認。
図 2. (A) 培養皮膚に被覆された指型ロボットの関節運動。作成したロボットは皮膚を破壊することなく関節運動を行うことができる。(B) 表皮組織の確認。(C)表皮組織の特性である撥水性の確認。

【用語解説】
(注 1)培養皮膚 人やその他動物の皮膚細胞を体外で増殖・培養して作製された皮膚組織のこと。従来は皮膚の研究や化粧品や医薬品の試験モデル、重度のやけどや傷への移植素材として用いられている。生体内の皮膚と同じく真皮細胞とコラーゲンからなる“真皮層”と、内部組織の水分量を保ち周囲の有害物質を通さないバリア機能を持つ“表皮層”の二層から構成される。
(注 2)バイオハイブリッドロボット 筋肉や皮膚、感覚組織など生体組織を素材として組み込んだロボットのこと。その動作効率や修復能力、高感度識別能力を活かした産業への活用、または医薬品、食品、化粧品などの開発や、移植医療分野への活用が期待されている。

詳細は【情報理工_プレスリリース_20220610】をご覧下さい。

ISTyくん