진짜 피부 가면 쓰고 웃는 로봇

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Published: 10 Jul. 2024, 09:29

진짜 피부 가면 쓰고 웃는 로봇

An image from Shoji Takeuchi shows Japanese researchers used living skin cells to make a flexible 3-D facial mold for a robot. [Shoji Takeuchi via The New York Times]

다케우치 쇼지 교수가 제공한 사진. 살아있는 피부세포로 로봇의 3D 얼굴 틀을 만들었다. [뉴욕타임스]

뉴욕타임스의 기사를 한글로 번역하여 제공합니다. 뉴욕타임스의 다양한 뉴스와 함께 영어공부를 해보세요.

Scientists in Japan Give Robots a Fleshy Face and a Smile

Engineers in Japan are trying to get robots to imitate that particularly human expression — the smile.

They have created a face mask from human skin cells and attached it to robots with a novel technique that conceals the binding and is flexible enough to turn down into a grimace or up into a squishy smile.

The effect is something between Hannibal Lecter’s terrifying mask and the Claymation figure Gumby.

But scientists say the prototypes pave the way for more sophisticated robots, with an outward layer both elastic and durable enough to protect the machine while making it appear more human.

Beyond expressiveness, the “skin equivalent,” which is made from living skin cells in a lab, can scar and burn and also self-heal, according to a study published June 25 in the journal Cell Reports Physical Science.

“Human-like faces and expressions improve communication and empathy in human-robot interactions, making robots more effective in health care, service and companionship roles,” Shoji Takeuchi, a professor at the University of Tokyo and the study’s lead researcher, said in an email.

The novel skin attachment method advances the nascent field of “biohybrid” robotics, which integrates mechanical engineering with genetic and tissue engineering, said Kevin Lynch, director of the Center for Robotics and Biosystems at Northwestern University.

“This study is an innovative contribution to the problem of anchoring artificial skin to the underlying material,” Lynch said, adding that “living skin may help us achieve the holy grail of self-healing skins in biohybrid robots.”

Scientists, including Takeuchi and his colleagues, have been working with lab-made human skin for years.

In 2022, the research team developed a robotic finger covered in living skin.

Takeuchi’s team had tried anchoring the skin with mini-hooks, but those caused tears as the robot moved. So the team decided to mimic ligaments, the tiny ropes of loose tissue that connect bones.

Team members drilled small, V-shaped holes into the robot and applied a gel containing collagen, which plugged the holes and tethered the artificial skin to the robot.

“This approach integrates traditional rigid robots with soft, biological skins, making them more ‘humanlike,’” said Yifan Wang, an assistant professor at the school of mechanical and aerospace engineering at Nanyang Technological University in Singapore who researches “soft robots” that mimic biological creatures.

The skin binding also gives a biohybrid robot the potential for sensation, taking science one step closer to sci-fi fantasy.

Copyright(C). 2024 The New York Times Company
http://www.nytimes.com/2024/06/30/science/japan-robots-human-face.html

진짜 피부 가면 쓰고 웃는 로봇

일본 과학자들이 인간의 고유한 표현 방식을 모방하는 로봇을 만들고 있다. 이 인간적 표현은 바로 미소다.

연구팀은 인간 피부 세포로 얼굴에 덮을 가면을 만들어냈다. 고정 부위를 숨기는 최신 기술, 피부를 늘어뜨리거나 서서히 끌어올릴 정도의 충분한 유연성으로 찡그린 표정을 미소로 바꿀 수 있다.

결과는 무시무시한 한니발 렉터의 가면과 점토 애니매이션 속 검비 가면 사이 중간이다.

하지만 과학자들은 이번 시제품은 보다 복잡한 로봇을 만들기 위한 길을 연다고 말한다. 유연성과 지속성이 있는 외피로 기계를 감싸 로봇을 보다 인간처럼 보이게 할 수 있다.

6월 26일 ‘셀 리포츠 피지컬 사이언스’지에 발표된 연구에 따르면 표현력 외에도, 실험실에서 살아있는 피부 세포로 만들어진 이 ‘피부 등가물’엔 상처도 나고 화상도 입고 회복력까지 있다.

연구를 이끈 도쿄대학교 다케우치 쇼지 교수는 “인간 같은 얼굴과 표현은 인간형 로봇이 (인간과)상호작용할 때 소통과 감정이입 문제를 개선하기 때문에 의료 서비스와 동반자 역할에 보다 효과적”이라고 e메일을 통해 말했다.

노스웨스턴대학 로봇공학 및 생체공학 연구소의 소장 케빈 린치에 따르면 새로운 피부 고정 기술은 이제 막 태어나는 분야인 ‘생체 하이브리드’ 로봇 공학의 진보다. 이 분야는 기계공학과 유전공학, 조직공학을 통합해 연구한다.

린치 소장은 “인공 피부를 그 밑에 있는 소재에 고정하는 문제에 대한 혁신적 기여”라고 말했다. 그는 또 “살아있는 피부는 재생 피부와 생체융합로봇의 성배를 차지하는 데 도움을 줄 수도 있다”고 덧붙였다.

다케우치 교수와 그의 팀을 포함해 과학자들은 오랫동안 실험실 배양 피부를 연구해왔다. 지난 2022년엔 살아있는 피부로 덮인 손가락 로봇을 만들기도 했다.

이들은 피부를 작은 고리로 고정하는 시도를 했지만, 이 방식으론 로봇이 움직일 때 피부가 찢어졌다. 이 때문에 연구팀은 느슨한 피부 조직으로 만들어진 작은 밧줄로 뼈와 뼈를 연결하는 인대를 모방하기로 결정했다.

연구팀은 로봇에 브이(V) 모양의 작은 구멍을 만들어 콜라겐 젤을 도포했다. 구멍에 젤이 채워지면 인공 피부는 로봇에 고정된다.

싱가포르 난양공과대학교의 기계 및 항공학부에서 생태계 속 생물의 행동을 모방하는 ‘소프트 로봇’을 연구해 온 이팬 왕 조교수는 “이 접근법은 전통적인 딱딱한 로봇과 부드러운 생물학적 피부를 합쳐 로봇을 보다 ‘인간처럼’ 보이게 한다”고 말했다.

피부 고정물은 생체 하이브리드 로봇에 감각을 부여할 잠재력을 지닌 것이다. 이를 통해 과학이 SF 환상에 한 걸음 더 가까워졌다.

WRITTEN BY EMILY SCHMALL AND TRANSLATED BY CHUN YOUNG-SUN [azul@joongang.co.kr]