У Octopi есть довольно впечатляющие навыки. Они используют инструменты. Они выводят дерзкие побеги. Они играют в игры. Они используют метод проб и ошибок. Но, возможно, их самый крутой (и, безусловно, самый достойный YouTube) навык - это их способность маскировать себя. Они могут изменять не только свой цвет, но и текстуру, используя выступы, называемые папиллами, на своих шкурах, чтобы создать неровности и гребни, чтобы смешаться с камнями, кораллами, водорослями, песком и почти всем остальным поблизости.
Связанный контент
- Новый Super Wood превосходит металлы в силах силы
Полезный навык, верно? Теперь мы, люди, можем приблизиться к использованию этой способности мастера маскировки. Исследователи из Корнельского университета, Пенсильванского университета и Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоуле создали двухмерный материал, который при надувании может трансформироваться в сложную текстурированную трехмерную структуру, прокладывая путь для ряда потенциальных применений.
Материал - силиконовая резина, заделанная волокнистой сеткой. Сетка состоит из колец, которые действуют аналогично мышцам осьминога, натягивая резиновые шкуры в различные формы. В ходе испытаний исследователи настроили сетку таким образом, чтобы при накачке материал выглядел как серия круглых камней. Они также разработали сетку, похожую на суккулент.
Джеймс Пикул, профессор машиностроения в Университете Пенсильвании, который помогал руководить исследованиями, вдохновлялся такими головоногими, как кальмар и осьминог, работая над созданием более совершенных роботов с мягкой текстурой.
«Эти существа невероятно очаровательны, потому что они совершенно мягкие», - говорит он. «Они могут бегать по морскому дну, они могут плавать, но у них нет скелетной системы. Это идеальная цель для тех, кто создает мягкого робота ».
Одна из проблем работы с мягкими материалами, такими как резина, в робототехнике заключается в том, что ими трудно управлять, поскольку они растягиваются разными способами. Пикуль осознал, что имитация мышечной структуры головоногих моллюсков путем добавления относительно мягких тканевых колец к мягкому материалу была способом получить больший контроль над формой.
Пикуль и его команда решили проверить свой материал, сделав его похожим на камни, потому что «камни на самом деле довольно сложно замаскировать», говорит Пикуль.
Человек, стоящий перед кучей валунов в костюме цвета валуна, просто выглядит как камень в форме человека, особенно когда солнце светит и отбрасывает тень в форме человека. Но, добавив текстуру, вы изменили уравнение.
Суккулентное растение было выбрано в качестве подопытного из-за его луковичных листьев. Прямо сейчас материалы прототипа не имеют такой формы, чтобы превратиться в очень тонкие структуры, такие как дубовые листья или бумага. Но круглые листья суккулентов были в пределах досягаемости. Пикуль и его команда надеются в конечном итоге разработать структуры, которые могут быть очень тонкими.
Исследование, которое было спонсировано Исследовательским отделом армии, появилось на этой неделе в журнале Science .
«Результаты впечатляют», - пишет Сесилия Ласки, профессор робототехники в Школе перспективных исследований Sant'Anna в Пизе, Италия, комментируя работу Пикуля в области науки .
По словам Ласки, хотя текстуры, созданные в материалах-прототипах, довольно просты, они представляют собой важный первый шаг к возможному использованию в военных, научных и архитектурных целях. Они могли бы помочь ученым изучать животных в дикой природе, позволяя роботам-камерам успешно сливаться с окружающей средой. Надувные трехмерные здания, изготовленные из материалов, могут менять форму в зависимости от необходимости, поворачивая их поверхности от гладкой к галечной, чтобы добавить тень в солнечные периоды, или перемещаясь, чтобы сместить солнечные панели в лучшие положения, когда солнце движется по небу.
Вдохновленный движущейся Картой Мародера в «Гарри Поттере», Пикуль представляет гладкую приборную панель автомобиля, которая одним нажатием кнопки превращается в топографическую карту своего окружения. Или джойстик, который появляется на плоской поверхности и исчезает, когда он вам больше не нужен.
Пикуль также планирует заняться разработкой материалов, которые могут трансформироваться в более чем одну форму. В этом отношении осьминог все еще намного впереди людей. Как отмечает Ласки, мы до сих пор не понимаем, как головоногие обнаруживают цвет и текстуру своего окружения. Если дальнейшие исследования позволят раскрыть эту загадку, это может привести к разработке автоматически замаскированных роботов.
Другие исследователи, работающие над мягкими роботами, черпали вдохновение у осьминогов и других головоногих. В прошлом году исследователи из Гарварда дебютировали в виде автономного «октобота», напечатанного на 3D-принтере и приводимого в движение химической реакцией. Ранее в этом году немецкая робототехническая компания выпустила робота-щупальца из осьминога из мягкого силикона, который может поднимать и опускать предметы. Ласки помог запустить многонациональный проект по созданию роботов-осьминогов с целью понимания и использования способностей существа маскировать, манипулировать объектами, перемещать и ощущать окружающую среду.
Но могли ли они обмануть настоящего осьминога?
