Bientôt des robots recouverts d’une peau « vivante » ?

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​​À quoi ressembleront les robots de demain? Si les films de science-fiction nous offrent des réponses avec des robots à l’apparence humaine, la science est encore loin de reproduire ces concepts. Cependant, des chercheurs de l’Université de Tokyo viennent de mettre au point une peau artificielle vivante, destinée à être intégrée pour la première fois au monde à un bras robotique. Une avancée qui pourrait rendre les robots humanoïdes encore plus réalistes, et qui pourrait surtout permettre d’améliorer l’esthétisme des futures générations de prothèses orthopédiques. 

Une véritable peau humaine

Le 9 juin dernier, la revue scientifique Matter dévoilait la découverte de chercheurs japonais. Ces scientifiques de l’Université de Tokyo sont parvenus à mettre au point une peau artificielle très semblable à la peau humaine et capable d’être intégrée directement à un bras robotique. Une solution inspirée des implants biologiques utilisés dans le domaine médical pour le traitement de brûlures sévères. Ici, l’innovation réside dans l’application de cette solution à la robotique et surtout à la réalisation du moulage de la peau sur des formes complexes et mobiles. 

Pour obtenir cette peau organique, les chercheurs ont eu recours à un mélange de cellules vivantes fabriquées in vitro et d’hydrogels de matrice extracellulaire (collagène). Ils ont plongé le doigt d’un robot dans un cylindre rempli d’une solution de fibroblastes dermiques humains et de collagène pour reproduire le derme. Lors de la solidification de la culture, la matière a rétréci permettant à cet équivalent de derme d’adhérer parfaitement à la structure robotique du doigt et même de former des plis semblables à ceux d’une vraie peau. Les chercheurs ont ensuite recouvert le tout de kératinocytes épidermiques humains pour recréer un épiderme.

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Des propriétés similaires aux humains

Grâce aux cellules de collagène qui constituent 90 % de la couche la plus externe de la peau, le robot dispose d’une couverture cutanée homogène semblable à celle de la peau humaine et dotée de propriétés similaires. 

Ainsi, la peau est résistante et dispose d’une bonne élasticité. Pour vérifier sa tenue, l’équipe à fait faire plusieurs mouvements dynamiques au doigt robotique, qui s’est enroulé et étiré au niveau des articulations sans le moindre souci. Les chercheurs ont également testé la fonction de barrière de la peau avec des mesures électriques et des tests de rétention d’eau. Bien que le doigt soit légèrement humide, il assure de très bonnes fonctions hydrofuges. 

Au-delà de ses caractéristiques mécaniques, la peau possède des propriétés cicatrisantes. Pour tester cette capacité, les chercheurs ont entaillé un morceau de peau à l’aide d’un scalpel. Ils ont ensuite appliqué une feuille de collagène qui a progressivement fondu sur la blessure et l’a cicatrisée.

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Une innovation qui fait face à des limites

Même si ces débuts sont prometteurs, la peau développée reste pour le moment encore plus fragile qu’une peau naturelle. Les chercheurs font notamment face à un obstacle de taille : l’irrigation de la peau. Celle-ci ne peut pas résister dans le temps sans un apport constant d’eau pour ne pas s’assécher. Pour faire face à ce problème, les scientifiques prévoient d’incorporer des structures fonctionnelles plus élaborées de la peau, comme des neurones sensoriels, des follicules pileux, des ongles ou encore des glandes sudoripares.

Cette nouvelle peau, très similaire à la peau humaine offre un panel de fonctionnalités bien plus large que les peaux en caoutchouc de silicone généralement utilisées sur les androïdes. Reste encore à la développer davantage pour qu’elle puisse atteindre son plein potentiel dans les années à venir.

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Photo de couverture : © Image: Shoji Takeuchi