U trenutku, hobotnica može načiniti poput ribanih i morskih koralja mijenjajući boju i teksturu svoje kože, te tako postaje gotovo nevidljiva u svom okruženju. I u budućnosti će roboti možda moći izvući i ovaj naizgled čarobni maskirni trik.
Istraživači su stvorili sintetički oblik kože glavonožaca koji se s izbočinama i jamama može transformirati iz ravne, dvodjelne površine u trodimenzionalnu, izvijestili su danas (12. listopada) u časopisu Science. Ova bi se tehnologija jednog dana mogla upotrijebiti u mekim robotima, koji su obično prekriveni elastičnom silikonskom "kožom", rekli su istraživači.
"Kamuflirani roboti mogu se sakriti i zaštititi od napada životinja i možda će bolje pristupiti životinjama kako bi ih proučavali u njihovim prirodnim staništima", Cecilia Laschi, profesorica biorobotike na Institutu za bioRobotics Instituta za napredne studije Sant'Anna, u Pisi, Italija , napisao je u popratnom članku u trenutnom broju Science. "Naravno, kamuflaža također može podržati vojne aplikacije, gdje smanjenje vidljivosti robota daje mu prednosti u pristupu opasnim područjima", napisao je Laschi, koji nije bio uključen u trenutnu studiju.
Gnojna koža
Istraživači, pod vodstvom Jamesa Pikula sa Sveučilišta u Pennsylvaniji i Roberta Shepherda sa Sveučilišta Cornell, uzeli su inspiraciju za 3D izbočine ili papile da se hobotnica i sipa mogu napuhati pomoću mišićnih jedinica u petini sekunde za kamufliranje.
Nadopuna papile u mekom robotu bili bi zračni džepovi ili "baloni" ispod silikonske kože. Često se ti džepovi napuhavaju u različito vrijeme na različitim mjestima kako bi stvorili lokomotaciju u robotu. U novom istraživanju ova je robotska inflacija napravljena korak dalje.
"Na temelju ovih stvari koje mogu učiniti i onoga što naša tehnologija ne može učiniti, kako premostiti jaz da bismo imali tehnološka rješenja za njihove prilično nevjerojatne mogućnosti?" bilo je središnje pitanje koje je postavio Shepherd.
"U ovom slučaju, napuhavanje balona prilično je izvedivo rješenje", dodao je.
Umetanjem malih sfera vlakana u silikon, znanstvenici su mogli kontrolirati i oblikovati teksturu napuhane površine, baš kao što bi hobotnica mogla ponovo zategnuti njezinu kožu.
Pikul, tada postdoktorski student na Sveučilištu Cornell, došao je na ideju da te zračne džepove teksturira uzorcima prstenastih mreža. Privukla ga je ideja o naduvavanju silikona zbog brzine i reverzibilnosti inflacije, objasnio je Pikul za Live Science. Odatle je samo bilo smisliti matematičke modele kako bi to djelovalo.
Dokaz koncepta
Trenutačni prototip teksturiranih koža izgleda prilično rudimentaran: Podjelom silikonskih mjehurića koncentričnim krugovima okvira mreža vlaknastih, istraživači su smislili kako kontrolirati oblik silikona koji se naduvava. Uspjeli su naduvati mjehuriće u neke nove oblike ojačavanjem mreže, navodi se u časopisu. Na primjer, stvorili su strukture koje su oponašale zaobljeno kamenje u rijeci kao i sočnu biljku (Graptoveria amethorum) s lišćem raspoređenim u spiralnom uzorku.
Ali sofisticiranost im nije bila osnovni cilj, primijetio je Shepherd.
"Ne želimo da to bude tehnologija koju samo nekoliko ljudi na svijetu može koristiti; želimo da to bude prilično jednostavno", rekao je Shepherd za Live Science. Želio je da tehnologija teksture, koja se temelji na ranijim otkrićima tima o tome kako napraviti silikonske kože koje mijenjaju boju, bude dostupna i industriji, akademiji i hobistima. Stoga je tim namjerno upotrijebio ograničavajuće tehnologije poput laserskih rezača za proizvodnju prstenova žice jer su to ljudi izvan sveučilišta Cornell mogli koristiti.
Itai Cohen, profesor fizike u Cornellu, koji je također radio na istraživanju, primijetio je još jedan dostupan aspekt tehnologije. Na izletu na teren Cohen predviđa slaganje listova ispuhanog silikona - programiranog da se naduva u maskirnu teksturu - u stražnji dio kamiona. "Sada ga možete naduvati kako ne bi morao biti u trajnom obliku, koji je doista teško transportirati", rekao je Cohen za Live Science. Kako tehnologija napreduje, moglo bi se čak skenirati okruženje, a zatim programirati odgovarajuće silikonske folije točno tamo i tamo da ih oponašaju, nagađao je Cohen.
I Pikul i Shepherd planiraju tu tehnologiju provesti u vlastitim laboratorijima. Shepherd je objasnio da je otkad je razvijao tehnologiju napuhavanja zamijenio električnim strujama koje bi mogle prouzrokovati istu teksturu - nisu potrebni rezači i sustav pod tlakom. A Pikul se nada kako će primijeniti lekcije naučene iz manipuliranja površinama materijala na stvari gdje površina površine igra značajnu ulogu, poput baterija ili rashladnih sredstava, rekao je.
"Još smo jako u istraživačkoj fazi meke robotike", rekao je Shepherd. Budući da se većina strojeva sastoji od tvrdih metala i plastike, konvencije i najbolja upotreba mekih robota tek trebaju biti potpuno razvijene. "Tek smo na početku i imamo sjajne rezultate," rekao je, ali ključno je: "u budućnosti drugim ljudima olakšavamo korištenje tehnologije i osiguravamo pouzdanost ovih sustava."
Studiju je financirao Vojni istraživački ured američkog vojnog laboratorija.
