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Des scientifiques recouvrent un doigt robotique avec de la « peau humaine »

doigt robotique peau humaine
Crédits : Shoji Takeuchi

De plus en plus de robots humanoïdes sont équipés de peaux synthétiques développées pour être les plus réalistes possible. Des scientifiques japonais sont allés plus loin en recouvrant un doigt robotique d’une véritable peau autocicatrisante faite de cellules humaines vivantes. Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Matter.

Les humanoïdes sont des robots capables d’effectuer un large éventail de tâches pour interagir avec les humains. Ils seront de plus en plus importants à l’avenir dans les établissements de soins médicaux ou l’industrie des services. Leur apparence humaine permet alors d’améliorer l’efficacité de l’échange d’informations et d’évoquer la sympathie.

Pour ce faire, il est impératif que les matériaux de revêtement proposent des caractéristiques nous rappelant celles de la peau humaine. Ces revêtements devraient également avoir une capacité d’autoguérison, car les humanoïdes recouverts de ces matériaux seront destinés à fonctionner dans des environnements de tâches incertains et dynamiques. Or, ce n’est pas le cas du caoutchouc de silicone, traditionnellement utilisé dans la construction d’humanoïdes, ce qui nous ramène à notre étude.

Pour la première fois, des chercheurs de l’Université de Tokyo proposent le développement d’un revêtement constitué de véritables cellules humaines.

Une peau capable de guérir

Dirigée par le professeur Shoji Takeuchi, l’équipe a commencé par construire un doigt robotique articulé capable de se plier et de se redresser comme son homologue humain. Ce doigt a ensuite été immergé dans une solution composée de collagène et de fibroblastes dermiques humains. Il s’agit des principaux composants des tissus conjonctifs de notre peau.

Comme les chercheurs s’y attendaient, cette solution a très vite rétréci pour se conformer aux contours du doigt, formant un revêtement d’hydrogel sans couture. L’équipe a ensuite ajouté une couche de cellules kératinocytes épidermiques humaines, qui constituent 90 % de notre épiderme (la couche la plus externe de la peau). Ceux-ci ont alors formé une barrière retenant l’humidité et résistante à l’eau sur le dessus du gel et ont donné au doigt une texture plus naturelle.

Lorsque le dispositif robotique a ensuite été testé, la peau s’est avérée suffisamment solide et élastique pour se plier et s’étirer avec le doigt. Elle formait également une barrière retenant l’humidité et résistante à l’eau. Plus intéressant encore : lorsque la peau a été coupée, puis recouverte d’un pansement au collagène, ce pansement s’est progressivement transformé en peau lui-même, cicatrisant ainsi la plaie.

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La peau était capable de se plier et de s’étirer avec le doigt. Crédits : 2022 Takeuchi et coll.

Une percée prometteuse

Ce n’est évidemment qu’un début. Cette peau artificielle, aussi ressemblante soit-elle, est encore très fragile et doit encore être constamment alimentée en nutriments pour survivre. Les chercheurs prévoient de travailler sur ces problèmes et d’ajouter d’autres fonctionnalités telles que des ongles, des glandes sudoripares (transpiration), des follicules pileux et même les neurones sensoriels (sens du toucher).

À terme, une telle structure pourrait finalement être utilisée pour rendre les robots humanoïdes plus réalistes, mais aussi pour mener des recherches sur la peau sans recourir à des tests sur les animaux.