Bayangkan kamu menonton video ini sendirian. Sebentuk wajah merah muda diam di layar, dengan lubang menyerupai mata dan mulut. Kemudian, sudut mulutnya tertarik ke samping. Permukaannya ikut meregang, membentuk senyum yang ganjil. Bagian paling mengusik dari pemandangan itu adalah bahan pembungkusnya, yakni jaringan hidup yang mengandung sel manusia.
Adegan tersebut merupakan demonstrasi penelitian Michio Kawai dan rekan-rekannya, termasuk Shoji Takeuchi dari The University of Tokyo. Studi yang terbit di Cell Reports Physical Science pada 2024 ini mengembangkan teknik untuk melekatkan jaringan kulit hasil kultur pada permukaan robot. Salah satu hasilnya adalah model wajah yang dapat dibuat tersenyum.
Kata “hidup” di sini merujuk pada sel dalam jaringan. Peneliti menggunakan fibroblas dermal manusia, sel yang berperan dalam pembentukan dan pemeliharaan jaringan penunjang kulit. Sel itu dipadukan dengan kolagen, lalu dipelihara dalam kondisi kultur. Hasilnya berupa model lapisan dermis yang dapat digunakan untuk melapisi perangkat.
Bahan ini ditumbuhkan di laboratorium menggunakan sel yang diperoleh dari pemasok. Prosesnya adalah rekayasa jaringan, dumulai dari menyediakan sel, bahan penunjang, dan lingkungan pertumbuhan yang sesuai. Ketika dipasang pada struktur buatan, jaringan biologis menjadi bagian dari sistem robot. Gabungan semacam ini dikenal sebagai pendekatan biohibrida.
Persoalan teknisnya terdengar sederhana, tetapi menentukan keberhasilan eksperimen yakni bagaimana kulit tersebut menempel? Jaringan hasil kultur dapat menyusut, berubah bentuk, atau terlepas dari permukaan penyangganya. Pada robot yang bergerak, sambungan harus cukup kuat untuk menahan tarikan sekaligus memungkinkan lapisan kulit ikut berubah bentuk.
Peneliti mengambil inspirasi dari ligamen kulit, jaringan penghubung yang menambatkan kulit pada struktur di bawahnya. Mereka membuat lubang jangkar berbentuk khusus pada perangkat. Gel pembentuk jaringan dimasukkan ke dalam lubang dan dibiarkan membentuk jaringan yang tertahan. Dengan cara ini, kulit memiliki titik pegangan pada rangka buatan.
Permukaan perangkat juga diberi perlakuan plasma agar lebih mudah dibasahi. Langkah tersebut membantu larutan kolagen masuk ke bagian dalam lubang jangkar. Jika larutan tidak mengisi lubang, sambungan dapat gagal terbentuk. Jadi, di balik senyum yang membuat penonton merinding, ada pekerjaan teliti mengatur bagaimana cairan memasuki celah kecil.
Dalam salah satu pengujian, jaringan tanpa jangkar menyusut sekitar 84,5% dalam tujuh hari. Pada perangkat dengan jangkar berdiameter tiga milimeter, penyusutannya dibatasi menjadi sekitar 26,3%. Angka ini menunjukkan bahwa rancangan pengikat memengaruhi kemampuan jaringan mempertahankan bentuknya. Menumbuhkan kulit saja belum cukup; kulit tersebut juga perlu terpasang dengan benar.
Peneliti kemudian menunjukkan dua demonstrasi berbeda. Pada cetakan wajah tiga dimensi, mereka membentuk model kulit yang memiliki lapisan dermis dan epidermis. Untuk membangun lapisan epidermis, mereka menambahkan keratinosit manusia, sel penyusun utama lapisan luar kulit. Jaringan dipelihara bertahap sampai menutupi permukaan wajah dengan kontur yang rumit.
Demonstrasi lainnya adalah wajah robot berlapis model dermis yang dapat dibuat tersenyum. Di bawah jaringan terdapat lapisan silikon yang terhubung dengan penggerak mekanis melalui jangkar. Ketika bagian tertentu ditarik, sudut mulut terangkat dan daerah pipi berubah bentuk. Mekanismenya meniru sebagian perubahan bentuk yang muncul ketika manusia tersenyum.
Senyum itu merupakan hasil tarikan yang dirancang peneliti. Jaringan hidup mengikuti deformasi struktur di bawahnya, sementara sumber geraknya berasal dari perangkat mekanis. Penelitian ini menunjukkan kemampuan melekatkan dan menggerakkan jaringan pada robot, tanpa membuktikan adanya kesadaran, perasaan, atau keinginan robot untuk tersenyum kepada siapa pun.
Mengapa manusia ingin memberi kulit hidup pada mesin? Salah satu daya tariknya adalah potensi fungsi jaringan biologis, termasuk kemampuan memperbaiki kerusakan. Namun, peneliti menyatakan bahwa pengujian penyembuhan luka pada kulit robot dengan jangkar ini belum dilakukan. Kemampuan tersebut merupakan arah penelitian lanjutan, sehingga tidak tepat menganggap wajah dalam demonstrasi sudah terbukti menyembuhkan lukanya sendiri.
Model seperti ini berpotensi membantu penelitian tentang perubahan bentuk jaringan dan pembentukan kerutan. Gerakan senyum dapat dipelajari sebagai hubungan antara tarikan, struktur penyangga, dan respons permukaan. Di balik penampilannya yang terasa seperti properti film horor, ada pertanyaan rekayasa tentang bagaimana bahan hidup melekat dan bergerak bersama mesin.
Jaringan buatan ini pun masih berbeda dari kulit manusia yang utuh. Peneliti menemukan variasi ketebalan pada permukaan wajah, dan sifat mekanis model dermis belum menyamai jaringan alami dalam sejumlah pengukuran. Menghubungkan bahan biologis dengan robot membutuhkan pengembangan lebih lanjut. Senyum berhasil diperagakan, tetapi meniru keseluruhan kemampuan kulit tetap menjadi pekerjaan besar.
Bayangkan suatu hari robot berkulit hidup menyambutmu di resepsionis, lalu tersenyum. Setelah mengetahui bahwa lapisannya mengandung sel manusia, apakah kamu akan membalas senyumnya atau mencari pintu keluar? Bagian mana yang lebih membuatmu merinding: kulitnya yang hidup, atau kenyataan bahwa senyumnya bisa diatur oleh mesin?
Sumber: Kawai dkk. (2024), Cell Reports Physical Science.
