Octopi ma całkiem imponujące umiejętności. Używają narzędzi. Klują się odważne ucieczki. Grają w gry. Używają prób i błędów. Ale być może ich najfajniejszą (i na pewno najbardziej godną YouTube'a) umiejętnością jest umiejętność samodzielnego kamuflażu. Mogą zmieniać nie tylko kolor, ale także teksturę, korzystając z wypustek zwanych brodawkami na swoich skórach, aby tworzyć nierówności i grzbiety, które wtapiają się w skały, koralowce, trawy morskiej, piasku i prawie wszystko, co jest w pobliżu.
powiązana zawartość
- Nowe super drewno bije metale w atuty siły
Przydatna umiejętność, prawda? Teraz my, ludzie, możemy być coraz bliżsi wykorzystania tej umiejętności przebrania. Naukowcy z Cornell University, University of Pennsylvania i Marine Biological Laboratory w Woods Hole stworzyli materiał 2D, który po nadmuchaniu może przekształcić się w złożoną strukturę 3D, torując drogę do wielu potencjalnych zastosowań.
Materiał to guma silikonowa zatopiona w siatce z włókna. Siatka jest ułożona w pierścienie, działając podobnie do mięśni ośmiornicy, przyciągając gumową skórę do różnych kształtów. Podczas testów naukowcy skonfigurowali siatkę w taki sposób, aby po napompowaniu materiał wyglądał jak seria okrągłych kamieni. Zaprojektowali również siatkę, aby wyglądała jak rodzaj soczystej rośliny.
James Pikul, profesor inżynierii mechanicznej z University of Pennsylvania, który pomógł prowadzić badania, był inspirowany głowonogami, takimi jak kalmary i ośmiornice, pracując nad budową lepszych robotów o miękkiej teksturze.
„Te stworzenia są niezwykle fascynujące, ponieważ są całkowicie miękkie” - mówi. „Mogą biegać po dnie morza, pływać, ale nie mają układu kostnego. Są idealnym celem projektowym dla kogoś, kto tworzy miękkiego robota. ”
Jednym z wyzwań pracy z miękkimi materiałami, takimi jak guma w robotyce, jest to, że mogą być trudne do kontrolowania, ponieważ rozciągają się na wiele sposobów. Pikul zdał sobie sprawę, że naśladowanie struktury mięśni głowonogów poprzez dodanie stosunkowo miękkich tkaninowych pierścieni do miękkiego materiału jest sposobem na uzyskanie większej kontroli nad kształtem.
Pikul i jego zespół postanowili przetestować swój materiał, sprawiając, że wyglądał on jak skały, ponieważ „skały są w rzeczywistości dość trudne do kamuflażu”, mówi Pikul.
Osoba stojąca przed stosem głazów w kolorze głazu wygląda jak skała w kształcie człowieka, zwłaszcza gdy słońce świeci i rzuca cień w kształcie człowieka. Ale dodając teksturę, zmieniłeś równanie.
Soczysta roślina została wybrana jako badany ze względu na jej bulwiaste liście. W tej chwili prototypowe materiały nie są w stanie rozciągnąć się w bardzo cienkie struktury, takie jak liście dębu lub papier. Ale okrągłe liście sukulentów były w zasięgu ręki. Pikul i jego zespół mają nadzieję ostatecznie opracować konstrukcje, które można pociągnąć bardzo cienko.
Badania sponsorowane przez Army Research Office ukazały się w tym tygodniu w czasopiśmie Science .
„Wyniki są imponujące” - pisze Cecilia Laschi, profesor robotyki w Sant'Anna School of Advanced Studies w Pizie we Włoszech, komentując prace Pikula w dziedzinie nauki .
Chociaż tekstury utworzone w prototypowych materiałach są dość proste, mówi Laschi, stanowią one ważny pierwszy krok w kierunku wielu potencjalnych zastosowań wojskowych, naukowych i architektonicznych. Mogliby pomóc naukowcom badać zwierzęta na wolności, umożliwiając robotom fotograficznym skuteczne wtopienie się w otoczenie. Nadmuchiwane budynki 3D wykonane z materiałów mogą zmieniać kształt w zależności od potrzeb, zmieniając swoje powierzchnie z gładkich na żwirowe, aby dodać cień w okresach słonecznych, lub przesuwając, aby przesunąć panele słoneczne w lepsze pozycje, gdy słońce porusza się po niebie.
Zainspirowany poruszającą się mapą Huncwotów w Harrym Potterze, Pikul wyobraża sobie gładką deskę rozdzielczą samochodu, która po naciśnięciu jednego przycisku zmienia się w topograficzną mapę otoczenia. Lub joystick, który wyłania się z płaskiej powierzchni i znika, gdy już go nie potrzebujesz.
Pikul planuje także prace nad opracowaniem materiałów, które mogą przekształcić się w więcej niż jeden kształt. Pod tym względem ośmiornica wciąż wyprzedza ludzi. Jak zauważa Laschi, nadal nie rozumiemy, w jaki sposób głowonogi wykrywają kolor i fakturę otoczenia. Jeśli dalsze badania złamałyby tę tajemnicę, mogłoby to doprowadzić do opracowania robotów automatycznie kamuflujących.
Inni badacze pracujący nad miękkimi robotami czerpali inspirację z ośmiornic i innych głowonogów. W ubiegłym roku naukowcy z Harvardu zadebiutowali autonomicznym „oktobotem” wydrukowanym w 3D, który napędza się w wyniku reakcji chemicznej. Na początku tego roku niemiecka firma zajmująca się robotyką wyszła z macką robota z miękkiego silikonu, która może zbierać i odkładać przedmioty. Laschi pomógł uruchomić międzynarodowy projekt stworzenia robotów ośmiornicowych, mający na celu zrozumienie i wykorzystanie zdolności stworzenia do maskowania, manipulowania obiektami, poruszania się i wyczuwania ich otoczenia.
Ale czy mogliby oszukać prawdziwą ośmiornicę?
