Hobotnica lahko na trenutek ustvari podobne morske alge ali korale, tako da spremeni barvo in teksturo svoje kože ter tako postane skoraj nevidna v svojem okolju. In v prihodnosti bodo roboti morda lahko potegnili tudi ta na videz čarobni maskirni trik.
Raziskovalci so ustvarili sintetično obliko kože glavonožcev, ki se lahko z izboklinami in jamami spremeni iz ravne, dvodelne površine v tridimenzionalno, poročajo danes (12. oktober) v reviji Science. To tehnologijo bi lahko nekega dne uporabili v mehkih robotih, ki so običajno prekriti z raztegljivo silikonsko "kožo", so povedali raziskovalci.
"Kamuflirani roboti se lahko skrivajo in zaščitijo pred napadi živali in se morda bolje približajo živalim, da jih preučijo v njihovih naravnih habitatih," je Cecilia Laschi, profesorica biorobotike na Inštitutu za bioRobotics na šoli za napredne študije Sant'Anna v Pisi, Italija , je zapisal v spremnem članku v aktualni številki Science. "Seveda lahko kamuflaža podpira tudi vojaške aplikacije, če jim zmanjšanje vidnosti robota daje prednosti pri dostopu do nevarnih območij," je zapisal Laschi, ki ni bil vključen v trenutno študijo.
Krhka koža
Raziskovalca, ki sta jih vodila James Pikul z univerze v Pensilvaniji in Robert Shepherd z univerze Cornell, sta vzela navdih iz 3D izboklin ali papilov, da se hobotnica in sipa lahko napihneta z uporabo mišičnih enot v eni petini sekunde za kamufliranje.
Dopolnilo papilov v mehkem robotu bi bili zračni žepi ali "baloni" pod silikonsko kožo. Pogosto se ti žepi napihnejo v različnih obdobjih na različnih mestih, da se robot ustvari. V novi raziskavi je ta robotska inflacija naredila korak naprej.
"Na podlagi teh stvari, ki jih zmorejo in česar naša tehnologija ne zmore, kako premostiti vrzel, da bomo imeli tehnološke rešitve za svoje neverjetne sposobnosti?" je bilo osrednje vprašanje, ki ga je postavil Pastir.
"V tem primeru je napihnjenost balona precej izvedljiva rešitev," je dodal.
Znanstveniki so z vstavitvijo majhnih kroglic iz mrežastih vlaken v silikon lahko nadzirali in oblikovali teksturo napihnjene površine, tako kot bi hobotnica lahko ponovno zakrivila njeno kožo.
Pikul, takrat podoktorski študent na univerzi Cornell, je prišel na idejo, da bi te zračne žepe tekstiral z vzorci obročev iz mrežastih mrež. Na idejo o napihovanju silikona ga je pritegnila zaradi tega, kako hitra in povratna je lahko inflacija, je Pikul pojasnil Live Science. Od tam je šlo le za ugotovitev matematičnih modelov, da bodo lahko delovali.
Dokaz koncepta
Trenutni prototip za teksturirane kože je videti precej rudimentaren: Razdeljeni silikonski mehurčki s koncentričnimi krogi okvirjev iz mrežastih mrež so raziskovalci ugotovili, kako nadzorovati obliko silikona, ko se napihuje. V papirju jim je uspelo napihniti mehurčke v nekatere nove oblike z ojačitvijo mrežice. Na primer, ustvarili so strukture, ki so posnemale zaokrožene kamne v reki, pa tudi sočno rastlino (Graptoveria amethorum) z listi, razporejenimi v spiralnem vzorcu.
Toda prefinjenost ni bil njihov glavni cilj, je poudaril Shepherd.
"Ne želimo, da je to tehnologija, ki jo lahko uporablja le nekaj ljudi na svetu; želimo, da je to dokaj enostavno," je povedal Shepherd za Live Science. Želel je, da bi tehnologija teksturiranja, ki je temeljila na prejšnjih ugotovitvah skupine, kako narediti silikonske kože, ki spreminjajo barvo, biti dostopna tako industriji, akademiji kot hobijem. Zato je ekipa namenoma uporabila omejevalne tehnologije, kot so laserski rezalniki, za izdelavo žičnih obročev, ker to lahko uporabljajo ljudje zunaj laboratorija na univerzi Cornell.
Itai Cohen, profesor fizike v Cornellu, ki je prav tako delal na raziskavi, je opozoril na še en dostopen vidik tehnologije. Na izletu na teren Cohen predvideva, kako na zadnji del svojega tovornjaka nalagajo liste spuščenega silikona - programirane tako, da se napihnejo v maskirno teksturo. "Zdaj jo lahko napihnete, da vam ni treba biti v stalni obliki, ki jo je res težko prenašati," je povedal Cohen za Live Science. Ko je tehnologija napredovala, bo morda celo mogoče skenirati okolje in nato programirati ustrezen silikonski list tam in tam, da bi ga posnemali, je razmišljal Cohen.
Tako Pikul kot ovčar načrtujeta, da bosta to tehnologijo nadaljevala v lastnih laboratorijih. Shepherd je pojasnil, da je od razvoja tehnologije napihovanje začel nadomeščati z električnimi tokovi, ki bi lahko povzročili enako teksturo - noben sistem za povezovanje zraka in zračnega tlaka ni potreben. Pikul upa, da se bo naučil iz manipuliranja s površinami materialov pri stvareh, pri katerih ima površino pomembno vlogo, na primer baterije ali hladilna sredstva, je dejal.
"Še vedno smo zelo v raziskovalni fazi mehke robotike," je dejal Shepherd. Ker je večina strojev sestavljena iz trdih kovin in plastike, je treba še vedno v celoti izpopolniti konvencije in najboljše načine uporabe mehkih robotov. "Smo šele na začetku in imamo odlične rezultate," je dejal, ključno pa je, "da bodo v prihodnje drugim ljudem olajšali uporabo tehnologije in zagotovili, da so ti sistemi zanesljivi."
Študijo je financiral Ameriški raziskovalni urad za vojaški raziskovalni laboratorij.
