В светкавица октоподът може да направи подобно на парцаливи морски водорасли или корали, като промени цвета и текстурата на кожата си, като по този начин стане почти невидим в средата си. И в бъдеще роботите може би ще успеят да изтеглят и този на пръв поглед вълшебен камуфлажен трик.
Изследователите са създали синтетична форма на главоножка кожа, която може да се трансформира от плоска, 2D повърхност в триизмерна с неравности и ями, съобщават днес (12 октомври) в списание Science. Тази технология може един ден да се използва в меки роботи, които обикновено са покрити с еластична силиконова "кожа", казват изследователите.
„Камулираните роботи могат да се скрият и да бъдат защитени от нападения върху животни и може по-добре да се доближават до животните, за да ги изучават в естествените им местообитания“, Сесилия Ласки, професор по биороботика в Института по биороботика в Училището за напреднали изследвания на Сант'Анна в Пиза, Италия , написа в придружаваща статия в актуалния брой на Science. "Разбира се, камуфлажът може също да поддържа военни приложения, където намаляването на видимостта на робота му осигурява предимства при достъпа до опасни зони", пише Ласки, който не е участвал в настоящото проучване.
Настръхнала кожа
Изследователите, водени от Джеймс Пикул от Университета в Пенсилвания и Робърт Шепърд от Университета Корнел, взеха вдъхновение от 3D неравностите или папилите, че октоподът и сепия могат да се надуят, като използват мускулни единици в една пета от секундата за камуфлаж.
Допълнението на папилите в мек робот биха били въздушните джобове или „балони“ под силиконовата кожа. Често тези джобове се надуват в различно време на различни места, за да генерират движение в робот. В новото изследване тази роботизирана инфлация беше направена крачка напред.
„Въз основа на тези неща, които те могат да направят и това, което нашите технологии не могат да направят, как да преодолеем пропастта, за да имаме технологични решения за техните доста невероятни възможности? беше централният въпрос, зададен от Шепърд.
"В този случай надуването на балон е доста възможно решение", добави той.
Чрез вграждане на малки сферични мрежести сфери в силикона, учените биха могли да контролират и оформят текстурата на надутата повърхност, точно както октопод може да презатвори кожата си.
Pikul, след това докторантура в университета Cornell, дойде на идеята да текстурира тези въздушни джобове чрез шарки на пръстените от влакнести мрежи. Той беше привлечен от идеята да надуе силикон поради колко бърза и обратима може да бъде инфлацията, обясни Пикул пред Live Science. Оттам беше просто въпрос на измисляне на математическите модели, за да може да работи.
Доказване на концепцията
Настоящият прототип на текстурираните кожи изглежда доста рудиментарен: Разделяйки силиконовите мехурчета с концентрични кръгове от рамки от влакнести мрежи, изследователите измислиха как да контролират формата на силикона при надуването му. Те успяха да надуят мехурчетата в някои нови форми чрез подсилване на мрежата, според вестника. Например, те създадоха структури, имитиращи закръглени камъни в река, както и сочно растение (Graptoveria amethorum) с листа, подредени в спирална шарка.
Но изтънчеността не беше основната им цел, отбеляза Шепърд.
„Не искаме това да е технология, която само няколко души по света могат да използват; искаме да бъде доста лесно да се направи“, каза Шепърд пред Live Science. Той искаше технологията за текстуриране, която се основава на по-ранните открития на екипа как да се правят силиконови кожи, променящи цвета, да бъдат достъпни както за индустрията, академичните среди, така и за любителите. Затова екипът нарочно използва ограничаващи технологии като лазерни резачи за производството на телените пръстени, защото това могат да използват хората извън лабораторията на университета в Корнел.
Итай Коен, професор по физика в Корнел, който също работеше върху изследването, отбеляза още един достъпен аспект на технологията. На екскурзия в полето Коен предвижда да подрежда в задната част на камиона листове от дефлиран силикон - програмиран да се надува в камуфлирана текстура. "Сега можете да го надуете, за да не е необходимо да бъде в постоянната си форма, която наистина е трудна за транспортиране", каза Коен пред Live Science. С напредването на технологията човек може дори да може да сканира среда и след това да програмира съответния силиконов лист точно там и там, за да го имитира, Коен спекулира.
И Pikul и Shepherd планират да използват тази технология в собствените си лаборатории. Шепърд обясни, че откакто разработва технологията, той започва да заменя надуването с електрически токове, които могат да причинят същата текстуриране - не се изисква връзка и въздушна система под налягане. И Пикул се надява да приложи наученото от манипулирането на повърхностите на материали върху неща, където повърхността играе значителна роля, като батерии или охлаждащи течности, каза той.
"Все още сме много в изследователската фаза на меката роботика", каза Шепърд. Тъй като повечето машини са изградени от твърди метали и пластмаси, конвенциите и най-доброто използване на меките роботи все още не са напълно разработени. "Ние сме само в началото и имаме страхотни резултати," каза той, но ключът е, "в бъдеще ще улесните другите хора да използват технологията и да се уверите, че тези системи са надеждни."
Проучването е финансирано от Службата за армейски изследвания на американската армейска лаборатория.
