Kameleontinspirerad robothud ändrar färg direkt

Kamouflagedemonstration av kameleontroboten. Kredit: Seung Hwan Ko et al. MYROR

Kameleoner har länge varit en symbol för anpassning på grund av deras förmåga att anpassa sina iridoforer – ett speciellt lager av celler under huden – för att smälta in i omgivningen.

I en ny studie publicerad idag i Natur Kommunikationer , har forskare från Sydkorea skapat en robotkameleon som kan imitera sin biologiska motsvarighet, vilket banar väg för ny artificiell kamouflageteknologi.

Med hjälp av färgsensorer, små värmare gjorda av silver nanotrådar och termokroma material, som ändrar färg när de utsätts för olika temperaturer, kunde teamet återskapa flera högupplösta hudmönster som gjorde det möjligt för roboten att växla mellan färger nästan omedelbart.

Tidigare satsningar på artificiell kamouflage har ofta förlitat sig på mikrofluidiska enheter, som använder små kanaler för att kontrollera vätskeflödet inuti, men det här projektet tar ett helt elektriskt tillvägagångssätt.

Seung Hwan Ko, en professor i termisk teknik vid Seoul National University och en av författarna till studien, säger att den mest utmanande delen var att få upp färgövergången till naturens hastighet. Att använda nanotrådsvärmarna, som värms upp mycket snabbt, hjälpte till att lösa det problemet: den konstgjorda huden värmdes snabbt nog för att ändra färg med samma hastighet som det riktiga djurets.

Relaterad berättelse

Den amerikanska armén skapar robotar som kan följa order För att robotar ska vara användbara lagkamrater måste de kunna förstå vad de blir tillsagda att göra – och utföra det med minimal övervakning.

Att bygga en första prototyp gick väldigt långsamt, säger Hwan Ko. Det första steget var att avgöra om roboten skulle modelleras efter ett ryggradsdjur – ett djur med ryggrad – eller ett ryggradslöst djur, som en bläckfisk eller en bläckfisk. Eftersom en modell av ryggradslösa djur kunde erbjuda mer rörelsefrihet, gjorde teamet initialt planer på att efterlikna bläckfisken, men Hwan Ko säger att idén visade sig vara för ambitiös.

Efter att ha pillat med olika design och materialstrukturer bestämde sig teamet till slut för att ta sig an den enklare formen av själva kameleonten. Genom att forma nanotrådarna till enkla mönster som består av punkter, linjer eller skalformer, kunde de skapa den komplexa effekten som visas i den här videon.

Fastän tidigare forskning om artificiellt kamouflage har ofta taggats för militär användning, hoppas Hwan Ko att deras arbete kommer att få en bredare inverkan, särskilt inom områdena transport, skönhet och mode. Framtida tillämpningar kan inkludera bilar som anpassar sina färger för att sticka ut, och till och med färgskiftande tyg.

Det här kameleontskinnet, ytan, är i grunden ett slags uppvisning, säger han. Den kan användas för en mjuk eller töjbar eller flexibel display.

Eftersom tekniken är temperaturberoende, fungerar den dock inte lika bra i extrem kyla, vilket kan göra det svårare för den falska kameleonten att inse hela färgspektrumet.

Ramses Martinez, en biträdande professor vid Purdue University som också studerar bioinspirerad robotik, säger att översättning av andra biologiskt inspirerade system till ny teknologi kan leda till fler möjligheter, inklusive system som hjälper till att lokalisera överlevande efter en jordbävning.

Dölj