東京大学大学院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)らのグループは、修復能をもつ“生きた皮膚”で覆われた指型ロボットを世界で初めて開発した。
本研究では、人の皮膚から単離された細胞を体外で増殖・培養して作製される皮膚組織である「培養皮膚」を用いて、立体物を被覆する手法を開発し、これをロボットの被覆素材として応用したという。まず、関節運動を行うことのできる指形状のロボットを骨格とし、その周囲で真皮細胞を含んだコラーゲン溶液を培養すると、激しく収縮してロボットをぴったりと被覆した真皮組織が形成される。その後に真皮組織の表面全体に表皮細胞を播種し培養を進めると、撥水性を持つ表皮層が形成され、生体内の皮膚と同じく二層から構成される培養皮膚が完成する。
細胞由来の生きた皮膚に被覆された指型ロボットは、皮膚を破壊することなく関節運動を行うことができ、さらに傷つけられてもコラーゲンシートを傷口に貼ることで修復できるとしている。指型ロボットにつけた切り傷にコラーゲンシートを貼ると、7日間ほどの培養でコラーゲンシートに真皮細胞が移動して修復され、再び傷口部分も一体化した関節運動を行えるようになることが本研究で確認された。
今や私たちの生活圏内で様々な役割を担い、ヒトと協働するようになったロボットは、ヒトやロボット自身を接触から守るために人間らしい機能を備えた柔らかい外装(肌)を持つことが求められている。
本研究で開発された培養皮膚の技術は、ヒューマノイドロボットやバイオハイブリッドロボットへの活用のほか、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も期待される。