{"id":57363,"date":"2024-07-15T00:01:46","date_gmt":"2024-07-14T22:01:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=57363"},"modified":"2024-07-11T17:12:16","modified_gmt":"2024-07-11T15:12:16","slug":"forscher-drucken-3d-robotergesicht-mit-lebendiger-haut-150720241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/forscher-drucken-3d-robotergesicht-mit-lebendiger-haut-150720241\/","title":{"rendered":"3D-Robotergesicht mit lebendiger Haut zeigt die n\u00e4chste Stufe der Robotik"},"content":{"rendered":"

Der erste Roboter<\/a> wurde 1956 entwickelt und heute sind sie aus unserem Alltag kaum noch wegzudenken. Ob als Industrieroboter in der Wirtschaft oder als Serviceroboter im Wohnzimmer, wie etwa als Staubsaugerroboter, sie erleichtern uns vieles. Bisher haben Roboter jedoch wenig \u00c4hnlichkeit mit Menschen gezeigt. Dies k\u00f6nnte sich bald aufgrund neuer Fortschritte in der Gewebeforschung und mithilfe des 3D-Drucks<\/a> \u00e4ndern.<\/span><\/p>\n

An der Universit\u00e4t Tokio wurde unter der Leitung von Professor Shoji Takeuchi k\u00fcnstlich gez\u00fcchtetes Hautgewebe<\/a> mittels 3D-gedruckter Perforationen auf Robotergesichtern befestigt. Die kultivierte Haut, inspiriert von menschlichen Hautb\u00e4ndern, besteht aus lebenden Zellen und verf\u00fcgt \u00fcber die F\u00e4higkeit zur Selbstheilung. Um die Haut an der Oberfl\u00e4che zu befestigen, wurde ein perforationsartiger, V-f\u00f6rmiger Anker in den Roboterkopf integriert, der sowohl eine hohe St\u00e4rke als auch Flexibilit\u00e4t bietet. Die kleinen Perforationen erleichtern die Anbringung der Haut an der Oberfl\u00e4che.<\/span><\/p>\n

\"3D-Robotergesicht

Der 3D-Druck und das Auftragen der lebendigen Haut auf das 3D-Robotergesicht. (Bild: Takeuchi et al)<\/span><\/p><\/div>\n

Die Herstellung der V-f\u00f6rmigen L\u00f6cher und des Roboterkopfes erfolgte mittels des 3D-Druckers<\/a> AGLISTA-3100 von Keyence, einem japanischen Unternehmen. Der Drucker verwendete die Material-Jetting Technologie<\/a>, bei der UV-lichtsensibles Harz<\/a> aush\u00e4rtet und schlie\u00dflich das 3D-Objekt bildet. Die Wahl fiel auf diese Technologie<\/a>, da sie einen pr\u00e4zisen und zuverl\u00e4ssigen Druck erm\u00f6glicht. Dank der Perforationen war es leichter, Kollagengel auf der Oberfl\u00e4che zu verteilen, damit die Haut fest an dem 3D-gedruckten Roboterkopf fixiert bleibt. Das Kollagengel, das normalerweise z\u00e4h ist und sich dadurch schwer in die kleinen L\u00f6cher einf\u00fcgen lasst, wurde einer Plasmabehandlung unterzogen. Dies erm\u00f6glichte es dem Kollagen in die Perforationen zu gleiten, wodurch die Haut dann einfacher an der Oberfl\u00e4che befestigt blieb.\u00a0<\/span><\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Bei vorherigen Methoden besch\u00e4digten Bewegungen die aufgelegte Haut und die herk\u00f6mmlichen Materialien beg\u00fcnstigten kein menschliches Aussehen. Dies \u00e4ndert sich nun durch die mit der Basis verbundenen Anker, welche die Bewegung des L\u00e4chelns und die Dehnung der Haut erm\u00f6glichen. Takeuchi erkl\u00e4rt: \u201eIn dieser Studie ist es uns gelungen, das menschliche Erscheinungsbild bis zu einem gewissen Grad nachzubilden, indem wir ein Gesicht mit dem gleichen Oberfl\u00e4chenmaterial und der gleichen Struktur wie Menschen geschaffen haben. Dar\u00fcber hinaus haben wir durch diese Forschung neue Herausforderungen identifiziert, wie die Notwendigkeit von Oberfl\u00e4chenfalten und einer dickeren Epidermis, um ein menschlicheres Erscheinungsbild zu erreichen. Wir glauben, dass eine dickere und realistischere Haut durch die Einbeziehung von Schwei\u00dfdr\u00fcsen, Talgdr\u00fcsen, Poren, Blutgef\u00e4\u00dfen, Fett und Nerven geschaffen werden kann. Nat\u00fcrlich ist auch Bewegung ein entscheidender Faktor, nicht nur das Material, daher besteht eine weitere wichtige Herausforderung darin, menschen\u00e4hnliche Ausdr\u00fccke zu schaffen, indem hochentwickelte Aktuatoren oder Muskeln in den Roboter integriert werden.\u201c<\/em><\/span><\/p>\n

\"3D-Robotergesicht

Das Auftragen von Kollagengel, was zur Befestigung der lebendigen Haut f\u00fchrt. (Bild: Takeuchi et al.)<\/span><\/p><\/div>\n

F\u00fcr die Herstellung der Haut kauften die Forscher normale menschliche dermale Fibroblasten und epidermale Keratinozyten von anonymen menschlichen Spendern. Zur Aufrechterhaltung der Hautzellen wurden diese mit einem speziellen Wachstumsmedium und Antibiotika behandelt, w\u00e4hrend die N\u00e4hrstoffversorgung regelm\u00e4\u00dfig aufgefrischt wurde. <\/span>\u201eWeiches, feuchtes biologisches Gewebe w\u00e4hrend des Entwicklungsprozesses zu manipulieren, ist viel schwieriger, als Au\u00dfenstehende vielleicht denken. Wenn beispielsweise die Sterilit\u00e4t nicht gew\u00e4hrleistet ist, k\u00f6nnen Bakterien eindringen und das Gewebe stirbt ab\u201c<\/em>, betonte Takeuchi.<\/span><\/p>\n

Die Forschung er\u00f6ffnet viele M\u00f6glichkeiten: Die Haut k\u00f6nnte zur Produkttestung in der Kosmetikindustrie angewendet werden, was potentiell zu der Reduzierung von Tierversuchen f\u00fchrt. Auch f\u00fcr die Ausbildung von plastischen Chirurgen w\u00e4re die Haut von gro\u00dfem Vorteil, um sich mit operativen Vorg\u00e4ngen vertraut zu machen. Die Mensch-Roboter-Kommunikation k\u00f6nnte sich durch menschen\u00e4hnliche Roboter ver\u00e4ndern, da diese in der Lage w\u00e4ren, Gef\u00fchle durch unterschiedliche Gesichtsausdr\u00fccke zu vermitteln. In der Robotik ist die Innovation vorteilhaft, weil sie zu erh\u00f6hter Mobilit\u00e4t, verbesserten Sensorfunktionen und einem humanoiden Aussehen f\u00fchrt. Die selbstheilende Haut tr\u00e4gt zur Verl\u00e4ngerung der Lebensdauer der Roboter bei und senkt somit Kosten f\u00fcr m\u00f6gliche Reparaturen.\u00a0 <\/span>Im Forschungsbericht wird hervorgehoben: \u201eEin wichtiger n\u00e4chster Schritt in dieser Forschung ist die Nutzung dieses Modells, um unser Verst\u00e4ndnis der Mechanismen der Faltenbildung zu verbessern. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnte die Anwendung dieses Wissens zur Nachbildung solcher Ausdr\u00fccke auf einem Chip Anwendung in der Kosmetikindustrie und der orthop\u00e4dischen Chirurgie finden.\u201c <\/em>Mehr \u00fcber den Fortschritt erfahren Sie HIER<\/a>.<\/span><\/p>\n

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Der V-f\u00f6rmige Anker verzieht das flache Robotergesicht mit der lebenden Haut zu einem L\u00e4cheln. Danach nimmt die Haut ihre urspr\u00fcngliche Form an. (Bild: Takeuchi et al.)<\/span><\/p><\/div>\n

Was halten Sie von dem 3D-gedruckten Robotergesicht mit lebendiger Haut? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Bildnachweise: \u00a92024 Takeuchi et al. CC-BY-ND<\/span><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Der erste Roboter wurde 1956 entwickelt und heute sind sie aus unserem Alltag kaum noch wegzudenken. Ob als Industrieroboter in der Wirtschaft oder als Serviceroboter im Wohnzimmer, wie etwa als Staubsaugerroboter, sie erleichtern uns vieles. Bisher haben Roboter jedoch wenig…<\/p>\n","protected":false},"author":6112,"featured_media":57365,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[49,13,256],"tags":[],"class_list":["post-57363","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-aktuelles","category-forschung","category-projekte"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57363","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6112"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=57363"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57363\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":57419,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57363\/revisions\/57419"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/57365"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=57363"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=57363"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=57363"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}