Kaheksajalaga saab välkkiirelt muuta kaltsukarva merevetika või koralli, muutes naha värvi ja tekstuuri, muutudes selle keskkonnas peaaegu nähtamatuks. Ja tulevikus suudavad robotid ka selle pealtnäha maagilise kamuflaažitrikki ära tõmmata.
Teadlased on loonud peajalgsete naha sünteetilise vormi, mis võib muutuda tasaselt, 2D pinnalt konaruste ja šahtidega kolmemõõtmeliseks, teatasid nad täna (12. oktoobril) ajakirjas Science. Seda tehnoloogiat võiks ühel päeval kasutada pehmetes robotites, mis on tavaliselt kaetud veniva silikooniga "nahaga", ütlesid teadlased.
"Maskeeritud robotid võivad peituda loomade rünnakute eest ja neid kaitsta ning võivad loomade loomulikes elupaikades loomade uurimiseks paremini läheneda," ütles Itaalias Pisa linnas Sant'Anna edasijõudnute koolide kooli bioorbootika professor Cecilia Laschi. , kirjutas ajakirja Science praeguses numbris lisatud artiklis. "Muidugi võib kamuflaaž toetada ka sõjalisi rakendusi, kus roboti nähtavuse vähendamine annab sellele eelised ohtlikele aladele pääsemisel," kirjutas Laschi, kes praeguses uuringus ei osalenud.
Konarlik nahk
Teadlased eesotsas Pennsylvania ülikooli James Pikuli ja Cornelli ülikooli Robert Shepherdiga said 3D-konarustest ehk papillidest inspiratsiooni, et kaheksajalad ja seepia võivad täis pumbata, kasutades maskeerimisel lihasühikuid ühe viiendiku sekundiga.
Pehme roboti papillide täiendus oleks silikoonnaha all õhutaskud ehk õhupallid. Sageli pumbatakse need taskud eri kohtades eri kohtadesse, et tekitada robotis liikumist. Uue uurimistöö käigus tehti see robotne inflatsioon sammu edasi.
"Kuidas saaksime nende asjade põhjal teha seda, mida meie tehnoloogia teha ei suuda, kuidas ületada lõhe, et omada tehnilisi lahendusi nende üsna hämmastavatele võimalustele?" oli lambakoera esitatud keskne küsimus.
"Sel juhul on õhupalli täitmine üsna teostatav lahendus," lisas ta.
Manustades silikooni väikesi kiudvõrgusfääre, saaksid teadlased kontrollida ja kujundada täispuhutud pinna tekstuuri, nii nagu kaheksajalad võiksid oma nahka reteksteerida.
Toonane Cornelli ülikooli järeldoktor Pikul tuli välja idee tekstuurida need õhutaskud kiudvõrgustiku rõngaste mustrite abil. Teda tõmbas silikooni täispumpamise mõte seetõttu, et kiire ja pöörduv inflatsioon võiks olla, selgitas Pikul Live Science'ile. Sealt edasi oli vaja ainult matemaatiliste mudelite väljamõtlemine, et see toimiks.
Kontseptsiooni tõestus
Praegune tekstureeritud naha prototüüp näeb välja üsna algeline: jaotades silikoonimullid kontsentriliste ringidega kiudvõrgust koosnevate raamidega, mõtlesid teadlased välja, kuidas kontrollida silikooni kuju selle täispuhumisel. Neil õnnestus paberi järgi võrku tugevdades mullid täis pumbata mõneks uueks kujuks. Näiteks lõid nad struktuure, mis jäljendasid nii jões ümardatud kive kui ka mahlakaid taimi (Graptoveria amethorum) koos spiraalmustrisse paigutatud lehtedega.
Kuid keerukus polnud nende peamine eesmärk, märkis Shepherd.
"Me ei taha, et see oleks tehnoloogia, mida saavad kasutada vaid vähesed inimesed maailmas; me tahame, et seda oleks üsna lihtne teha," rääkis Shepherd Live Science'ile. Ta soovis, et tekstuurimistehnoloogia, mis tugines meeskonna varasematele järeldustele, kuidas muuta värvi muutvaid silikoonnahku, oleks kättesaadav nii tööstusele, akadeemilisele ringile kui ka harrastajatele. Seetõttu kasutas meeskond traatrõngaste valmistamiseks teadlikult selliseid piiravaid tehnoloogiaid nagu laserlõikurid, kuna seda said kasutada inimesed väljaspool Cornelli ülikooli laborit.
Cornelli füüsikaprofessor Itai Cohen, kes töötas samuti uuringute kallal, tõi välja tehnoloogia veel ühe juurdepääsetava aspekti. Põllule ekskursioonil näeb Cohen veoki tagumisse ossa tühjendatud silikooni lehtede virnastamist, mis on programmeeritud paisuma tekstuuriks. "Nüüd saate seda täis pumbata, nii et see ei pea olema püsiva kujuga, mida on tõesti raske transportida," rääkis Cohen Live Science'ile. Tehnoloogia arenedes võiks ehk isegi keskkonna skaneerida ja seejärel vastava silikoonlehe sinna ja sinna programmeerida, et seda jäljendada, spekuleeris Cohen.
Nii Pikul kui ka lambakoer plaanivad seda tehnoloogiat kasutada oma vastavates laborites. Lambakoer selgitas, et alates tehnoloogia väljatöötamisest on ta hakanud asendama täispuhumist elektrivooludega, mis võivad põhjustada sama tekstureerimist - lõastamist ja survestatud õhusüsteemi pole vaja. Ja Pikul loodab materjalide pindadega manipuleerimisel omandatud õppetunde rakendada asjades, kus pindala mängib olulist rolli, näiteks patareides või jahutusvedelikes, ütles ta.
"Oleme endiselt väga palju pehmerobootika uurimisetapis," sõnas Shepherd. Kuna enamik masinaid koosneb kõvast metallist ja plastist, tuleb pehmete robotite tavapärased lahendused ja parimad kasutusvõimalused veel täielikult välja töötada. "Oleme alles alguses ja saavutame suurepäraseid tulemusi," sõnas ta, kuid võtmetähtsusega on see, "et tulevikus oleks tehnoloogia kasutamine teistel inimestel lihtsam ja veenduksime nende süsteemide töökindluses."
Uuringut rahastas USA armeeuuringute labori armeeuuringute büroo.
