Octopus-Inspirerede Robots: Silikone Skin Kan Ændre Tekstur Til '3D Camouflage'

{h1}

Forskere har skabt en syntetisk form for blækspruttehud, der kan omdanne fra en flad 2d overflade til en 3d med bump og pits, en teknologi, der kan bruges i bløde robotter.

I et blunk kan en blæksprutte gøre som tyndt tang eller koral ved at ændre farve og tekstur af huden og dermed blive næsten usynlig i sit miljø. Og i fremtiden kan robotter også trække dette tilsyneladende magiske camouflage-trick ud.

Forskere har skabt en syntetisk form af blækspruttehud, som kan omdanne fra en flad, 2D overflade til en tredimensionel en med bump og grober, rapporterer de i dag (12. oktober) i tidsskriftet Science. Denne teknologi kunne en dag bruges i bløde robotter, som typisk er dækket af en stretchagtig silikone "hud", siger forskerne.

"Camouflagede robotter kan skjule og blive beskyttet mod dyreangreb og kan bedre henvende sig til dyr for at studere dem i deres naturlige levesteder", Cecilia Laschi, professor i biorobotik ved BioRobotics Institute of Sant'Anna-skoleskolen i Pisa, Italien, skrev i en ledsagende artikel i det aktuelle spørgsmål om videnskab. "Selvfølgelig kan camouflage også understøtte militære applikationer, hvor reduktion af robotens synlighed giver fordele ved adgang til farlige områder," skrev Laschi, som ikke var involveret i den nuværende undersøgelse. [Biomimicry: 7 Clever Technologies Inspireret af Nature]

Forskerne skabte en silikone-mesh komposit, at de derefter opblæste med luft for at efterligne papillerne, at blæksprutter blæser for at teksturere deres hud til camouflage.

Forskerne skabte en silikone-mesh komposit, at de derefter opblæste med luft for at efterligne papillerne, at blæksprutter blæser for at teksturere deres hud til camouflage.

Kredit: J.H. Pikul et al., Science (2017)

Pikul, derefter en postdoktorale studerende ved Cornell University, kom med ideen om at strukturere disse luftlommer via mønstre af fibermaskeringerne. Han blev trukket på ideen om at blåse silikone på grund af hvor hurtigt og reversibel inflationen kunne være, forklarede Pikul for WordsSideKick.com. Derefter var det bare et spørgsmål om at finde ud af de matematiske modeller for at få det til at fungere.

Bevis for koncept

Den nuværende prototype for de teksturerede skind ser ret rudimentær ud: Ved at opdele silikoneboblerne med koncentriske cirkler af fibermaskestativer, regnede forskerne ud, hvordan man styrede silikonets form, da den oppustede. De formåede at blæse boblerne ind i nogle nye former ved at forstærke masken, ifølge papiret. For eksempel skabte de strukturer, der efterlignede afrundede sten i en flod såvel som en saftig plante (Graptoveria amethorum) med blade arrangeret i et spiralmønster.

Forskerne testede deres silicone camouflage teknik ved at skabe en prototype, der forvandlet fra en flad overflade til en 3D, der efterlignede en saftig plante.

Forskerne testede deres silicone camouflage teknik ved at skabe en prototype, der forvandlet fra en flad overflade til en 3D, der efterlignede en saftig plante.

Kredit: J.H. Pikul et al., Science (2017)

Men sofistikation var ikke deres primære mål, noterede Shepherd.

"Vi ønsker ikke, at dette skal være en teknologi, som kun få mennesker i verden kan bruge, vi vil have det forholdsvis let at gøre," sagde Shepherd til WordsSideKick.com. Han ønskede, at tekstureringsteknologien, som byggede på holdets tidligere resultater om, hvordan man lavede farveskiftende silikone skind, var tilgængelig for både industri, akademi og hobbyfolk. Derfor har teamet bevidst brugt begrænsende teknologier som laserskærere til fremstilling af trådringen, fordi det er hvad folk uden for et Cornell University lab kunne bruge.

Itai Cohen, en fysikprofessor hos Cornell, som også arbejdede på forskningen, bemærkede et andet tilgængeligt aspekt af teknologien. På en udflugt i marken forestiller Cohen stabling af ark af deflateret silikone - programmeret til at blæse op i en camouflagende tekstur - på bagsiden af ​​sin lastbil. "Nu kan du blæse det, så det behøver ikke at være i den permanente form, hvilket er virkelig svært at transportere," sagde Cohen til WordsSideKick.com. Som teknologien skrider frem, kan man endda scanne et miljø og derefter programmere det tilsvarende silikoneark lige så og der for at efterligne det, spekulerede Cohen.

Både Pikul og Shepherd planlægger at forfølge denne teknologi i deres respektive laboratorier. Shepherd forklarede, at han siden udviklingen af ​​teknologien er begyndt at erstatte inflationen med elektriske strømme, der kan forårsage den samme strukturering - der kræves ikke et tether og trykluftsystem. Og Pikul håber at anvende erfaringerne fra at manipulere overflader af materialer til ting, hvor overflade spiller en vigtig rolle, som batterier eller kølemidler, sagde han.

"Vi er stadig meget i den eksplorative fase af blød robotik," sagde Shepherd. Fordi de fleste maskiner er lavet af hårde metaller og plastik, er konventionerne og de bedste anvendelser af bløde robotter endnu ikke helt udslettet. "Vi er lige i starten, og vi har gode resultater," sagde han, men nøglen er, "i fremtiden gør det lettere for andre mennesker at bruge teknologien og sørge for at disse systemer er pålidelige."

Undersøgelsen blev finansieret af U.S. Army Research Laboratory's Army Research Office.

Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com