Octopilla on melko vaikuttavia taitoja. He käyttävät työkaluja. He kuorivat rohkean karkaamisen. He pelaavat pelejä. He käyttävät kokeiluvirheitä. Mutta ehkä heidän tyylikkäin (ja varmasti YouTube-arvokkain) taito on kyky naamioida itseään. Ne voivat muuttaa väriensä lisäksi myös tekstuurinsa käyttämällä nahojen papillaeiksi kutsuttuja ulkonemia, jotta saadaan kohoumia ja harjuja, jotka sulautuvat kivien, korallien, merirohun, hiekan ja melkein kaiken muun lähellä olevaan.
Asiaan liittyvä sisältö
- Uudet Super Wood Beats -metallit lujuuden ominaisuuksilla
Hyödyllinen taito, eikö niin? Nyt me ihmiset ihmiset olemme pääsemässä lähemmäksi tämän maskeroinnin kyvyn hyödyntämistä. Tutkijat Cornellin yliopistosta, Pennsylvanian yliopistosta ja Woods Holen meribiologisesta laboratoriosta ovat luoneet 2D-materiaalin, joka voi muuttua monimutkaisesti kuvioiduksi 3D-rakenteeksi paisutettuna ja tasoittaen tietä useille mahdollisille käyttökohteille.
Materiaali on silikonikumia upotettuna kuituverkolla. Verkko kerrostetaan renkaina, toimien samalla tavalla kuin mustekala-lihakset, vetäen kumin ihoa eri muotoihin. Testauksessa tutkijat konfiguroivat verkon siten, että paisutettuna materiaali näytti sarjasta pyöreitä kiviä. He suunnittelivat myös verkon näyttämään tyypiltään mehukkaiselta kasvilta.
James Pikul, Pennsylvanian yliopiston konetekniikan professori, joka auttoi tutkimuksen johtamisessa, sai inspiraatiota pääjalkaisista, kuten kalmarista ja mustekalasta, työskennellessään rakentaessasi parempia pehmeäkuvioisia robotteja.
"Nämä olennot ovat uskomattoman kiehtovia, koska ne ovat täysin pehmeitä", hän sanoo. ”He voivat juoksua merenpohjassa, voivat uida, mutta heillä ei ole luurankoa. Ne ovat täydellinen suunnittelutavoite jollekin pehmeän robotin luomiseen. ”
Yksi haaste robotiikan pehmeiden materiaalien, kuten kumin, kanssa työskentelystä on, että niitä voi olla vaikea hallita, koska ne venyvät monin tavoin. Pikul tajusi, että pääjalkaisten lihaksen rakenteen jäljitteleminen lisäämällä suhteellisen joustamattomia kangasrenkaita pehmeään materiaaliin oli tapa saada enemmän hallintaa muodon suhteen.
Pikul ja hänen ryhmänsä päättivät testata materiaalinsa tekemällä siitä näyttämään kiveltä, koska ”kivet ovat itse asiassa varsin haastavia naamioida”, Pikul sanoo.
Henkilö, joka seisoo joukon lohkareita lohkarevärisessä pukuissa, näyttää vain ihmisen muotoiselta kalliolta, varsinkin kun aurinko paistaa ja heittää ihmisen muotoisen varjon. Mutta lisäämällä tekstuuria olet muuttanut yhtälöä.
Mehikasvi valittiin koehenkilöksi sipulipuiden lehtiensä takia. Tällä hetkellä prototyyppimateriaaleilla ei ole sellaista venytystä, että ne muuttuisivat hyvin ohuiksi rakenteiksi, kuten tammilehdet tai paperi. Mutta mehevien kasvien pyöreät lehdet olivat ulottuvilla. Pikul ja hänen tiiminsä toivovat lopulta kehittää rakenteita, jotka voidaan vetää erittäin ohuiksi.
Armeijan tutkimustoimiston sponsoroima tutkimus ilmestyy tällä viikolla Science- lehdessä.
"Tulokset ovat vaikuttavia", kirjoittaa Ceilisia Laschi, robottiprofessori Sant'Annan korkeakouluopistossa Pisassa, Italia, kommentoidessaan Pikulin työtä tieteessä .
Vaikka prototyyppimateriaaleihin luodut tekstuurit ovat melko yksinkertaisia, Laschi sanoo, että ne ovat tärkeä ensimmäinen askel kohti useita potentiaalisia armeijan, tieteen ja arkkitehtuurin käyttötarkoituksia. Ne voisivat auttaa tutkijoita tutkimaan eläimiä luonnossa sallimalla kamerarobotien sulautua onnistuneesti ympäristöönsä. Materiaaleista valmistetut puhallettavat 3D-rakennukset voivat muuttaa muotoa tarpeen mukaan, kääntämällä niiden pinnat sileästä kiviksi lisäämään varjoa aurinkoisina aikoina tai siirtyä siirtämään aurinkopaneeleja parempiin asentoihin, kun aurinko liikkuu taivaalla.
Harry Potterissa liikkuvan Marauderin kartan innoittamana Pikul kuvittelee sileän auton kojelaudan, joka napin painalluksella muuttuu ympäröivän alueen topografiseksi kartteeksi. Tai joystick, joka tulee tasaiselta pinnalta ja katoaa, kun et enää tarvitse sitä.
Pikul aikoo myös kehittää materiaaleja, jotka voivat muuttua yhdeksi muotoksi. Tässä suhteessa mustekala on edelleen kaukana ihmisistä. Kuten Laschi toteaa, emme vieläkään ymmärrä miten pääjalkaiset havaitsevat ympäristön värin ja tekstuurin. Jos lisätutkimuksia halutaan hajottaa tämä mysteeri, se voi johtaa automaattisen itsehitsausrobottien kehittämiseen.
Muut pehmeiden robottien parissa työskentelevät tutkijat ovat saaneet inspiraatiota mustekalasta ja muista pääjalkaisista. Viime vuonna Harvardin tutkijat esittelivät 3D-tulostetun autonomisen "oktobotin", joka ajaa itsensä kemiallisen reaktion avulla. Aiemmin tänä vuonna saksalainen robottiyritys tuli ulos pehmeän silikonin robotin mustekala-lonkerolla, joka voi poimia ja laskea esineitä. Laschi auttoi käynnistämään monikansallisen mustekalarobotien luomisen, jonka tavoitteena on ymmärtää ja hyödyntää olennon kykyjä naamioida, manipuloida esineitä, liikkua ja havaita ympäristönsä.
Mutta voisiko he huijata oikean mustekalan?
