Octopi har noen ganske imponerende ferdigheter. De bruker verktøy. De klekkes dristige rømming. De spiller spill. De bruker prøving og feiling. Men kanskje deres kuleste (og absolutt mest YouTube-verdige) ferdighet er deres evne til å kamuflere seg. De kan ikke bare endre farge, men også tekstur, ved å bruke fremspring som kalles papiller på skinnet for å lage humper og rygger som skal blandes inn med steiner, koraller, sjøgress, sand og stort sett alt annet i nærheten.
Relatert innhold
- Nye Super Wood Beats Metals in Feats of Strength
En nyttig ferdighet å ha, ikke sant? Nå kan vi mennesker komme nærmere å utnytte denne evnen til å forklare forklæringen. Forskere ved Cornell University, University of Pennsylvania og Marine Biologic Laboratory på Woods Hole har laget et 2D-materiale som kan transformeres til en kompleks strukturert 3D-struktur når den blåses opp, og baner vei for en rekke potensielle bruksområder.
Materialet er silikongummi innebygd med fibernett. Meshet er lagdelt i ringer, og virker på lignende måte som blekksprutmusklene, og drar gummihuden i forskjellige former. I testingen konfigurerte forskerne nettet på en måte som, når det ble oppblåst, materialet fikk utseendet til en serie runde steiner. De designet også et nett for å se ut som en type saftig plante.
James Pikul, en maskiningeniørprofessor ved University of Pennsylvania som hjalp til med å lede forskningen, ble inspirert av blæksprutter som blekksprut og blekksprut mens han arbeidet med å bygge bedre mykstrukturerte roboter.
"Disse skapningene er utrolig fascinerende fordi de er helt myke, " sier han. “De kan løpe på havbunnen, de kan svømme, men de har ingen skjelettsystem. De er det perfekte designmålet for noen som lager en myk robot. ”
En av utfordringene med å jobbe med myke materialer som gummi innen robotikk er at de kan være vanskelige å kontrollere, da de strekker seg på flere måter. Pikul innså at å imitere muskelstrukturen til en blæksprut ved å legge relativt u-strekkbare stoffringer til et mykt materiale, var en måte å få mer kontroll over formen.
Pikul og teamet hans bestemte seg for å teste materialet sitt ved å få det til å se ut som steiner fordi "bergarter faktisk er ganske utfordrende å kamuflere seg i, " sier Pikul.
En person som står foran en haug med steinblokker i en steinformet farge ser bare ut som en menneskelig formet stein, spesielt når solen skinner og kaster en menneskeskikket skygge. Men ved å legge til tekstur, har du endret ligningen.
Den saftige planten ble valgt som testperson på grunn av dens bulbøse blader. Akkurat nå har ikke prototypematerialene den typen strekk som kan forvandles til veldig tynne strukturer som eikeblader eller papir. Men de runde bladene av saftige planter var innen rekkevidde. Pikul og teamet hans håper på sikt å utvikle strukturer som kan trekkes veldig tynne.
Forskningen, som ble sponset av Army Research Office, vises denne uken i tidsskriftet Science .
"Resultatene er imponerende, " skriver Cecilia Laschi, en robotprofessor ved Sant'Anna School of Advanced Studies i Pisa, Italia, og kommenterer Pikuls arbeid i vitenskap .
Selv om teksturene som er laget i prototypematerialene er ganske enkle, sier Laschi, representerer de et viktig første skritt mot flere potensielle militære, vitenskapelige og arkitektoniske bruksområder. De kan hjelpe forskere med å studere dyr i naturen ved å la kameraroboter lykkes med å blande seg inn i omgivelsene. Oppblåsbare 3D-bygninger laget av materialene kan endre form ut fra behov, snu overflater fra glatt til rullestein for å tilføre skygge i solfylte perioder, eller flytte for å skifte solcellepaneler til bedre posisjoner når solen beveger seg over himmelen.
Inspirert av det bevegelige Marauders kart i Harry Potter, forestiller Pikul seg et jevnt bilpanelbord som med et tastetrykk forvandles til et topografisk kart over omgivelsene. Eller en joystick som kommer ut fra en flat overflate og forsvinner når du ikke lenger trenger den.
Pikul planlegger også å jobbe med å utvikle materialer som kan transformere til mer enn en form. I så måte ligger blekkspruten fremdeles mennesker. Som Laschi bemerker, forstår vi fortsatt ikke hvordan blæksprutter oppdager fargen og strukturen i omgivelsene. Hvis videre forskning skulle knekke dette mysteriet, kan det føre til utvikling av automatisk selvkamuflerende roboter.
Andre forskere som jobber med myke roboter, har hentet inspirasjon fra blekksprut og andre blæksprutter. I fjor debuterte Harvard-forskere en 3D-trykt autonom "oktobot" som fremdriver seg ved kjemisk reaksjon. Tidligere i år kom et tysk robotfirma ut med et blekksprut-tentakel av myk silikon, som kan plukke opp og legge ned gjenstander. Laschi var med på å starte et multinasjonalt prosjekt for å lage blekksprutroboter, med mål om å forstå og utnytte skapningens evner til å kamuflere, manipulere objekter, bevege seg og sanse miljøene sine.
Men kunne de lure en skikkelig blekksprut?
