「以假亂真」的機器人手指，防水、能彎曲還能自我修復

1968 年出版改編成電影《銀翼殺手》的名科幻作品《仿生人會夢見電子羊嗎？》，從外觀無法辨別是人類或非人的人型機器人，不僅它，許多科幻作品都有類似設計：未來或許會出現與人類生理無限接近的機器人。

這種類人機器人開發這些年間一直都有，如為機器人製造的矽膠皮膚，可一定程度模仿人類外表，但很難做到像人皮膚有皺紋等紋理，且缺乏皮膚應有的功能。但不久前東京大學 Shoji Takeuchi 教授研究團隊開發出人造皮膚的機器人手指。乍看這根機器人手指，可能會讓人嚇一跳，然後疑惑：「這不是真的手指嗎？」

如果有這些反應，正說明仿生程度確實很高。這皮膚模型覆蓋的真皮等效物正是由真人細胞（纖維母細胞、角質形成細胞等）和細胞外基質（ECM）水凝膠（膠原蛋白等）製造。

機器人手指要浸入膠原蛋白和人類真皮纖維母細胞溶液，兩種主要成分構成皮膚的結締組織，且混合物擁有自然收縮功能，手指就像上了一層「底漆」，也為人類表皮角質形成細胞提供基礎。

這三關節的機器人手指除了外觀與觸感十分接近真人皮膚，功能也與真皮膚類似。如機器人手指像人手指有防水性，且表面水滴也能輕鬆擦掉，就能保護內部電動馬達等零件不被水損壞。

不僅如此，還能像人指伸直和彎曲。馬達的咔噠聲配上動作和逼真外表，讓機器人手指看起來更像真人手指。

研究團隊原本受水凝膠治療深度燒傷皮膚啟發，因此機器人手指的真皮等效物還能「自我修復」。

研究人員測試將機器人手指皮膚割下一小片，然後用膠原蛋白片覆蓋。膠原蛋白片能密封傷口，培養 7 天後，移植的脫細胞膠原片與原本真皮等效物邊界變模糊，修復後手指，膠原片與真皮等效物的黏附強度足以承受機械手指反覆彎曲運動。

當然，機器人手指研究的壽命和功能化等方面還有許多需改善的地方，如不能缺少循環系統的適當供水和因汗液分泌局部潤濕，目前只能待在有液體的培養基裡。因此真皮內和真皮下方建立灌注通道以模擬血管供應水分，以及皮膚整合汗腺體，是未來研究的重要方向。

這種濕培養條件導致電子器件和佈線劣化也要注意。為了提高機器人手指功能和物理自主性，建立有可灌注人工血管網路和生物相容性防水電子設備並存的架構，同樣是未來重點，不僅要保持活體皮膚的生存能力，還要整合電子處理器、電機、感測器、電線、電池、通訊模組等。

這項研究的突破也不可否認，證明可直接在機器人周圍塑造皮膚組織，讓皮膚直接長在機器人零件上，還讓「人造皮膚」有矽膠皮膚沒有的紋理與柔軟質地，以及防水、隨關節曲伸，甚至自我修復等類似真人皮膚的外觀與功能。

團隊未來計畫，想加入感覺神經元、毛囊、指甲和汗腺等開發更高級版，也想嘗試更大面積的結構。

這項研究也許還有一項需注意。研究目的提到，類人機器人部分任務需要類人外觀，以提高與人類資訊交換效率並讓人喜愛。為了模仿人類外觀，開發有逼真人類皮膚色調和紋理的人形覆蓋材料勢在必行。

但假以時日，面對類人機器人，尤其是皮膚與真人如此接近的機器人，恐怕也逃不過「恐怖谷理論」。人類或許喜歡像人的機器人，但太像人的機器人，真能讓人喜歡嗎？