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章鱼启发的机器人:硅胶皮肤可以改变“3D伪装”的纹理

一瞬间,章鱼可以通过改变皮肤的颜色和质地,制造出像粗糙边缘的海藻或珊瑚一样的东西,从而在环境中变得几乎看不见。而在未来,机器人或许也能完成这个看似神奇的伪装把戏。

研究人员已经创造出一种头足类皮肤的合成形式,可以从一个平坦的二维表面转变为一个有凹痕和凹坑的三维表面,他们今天(10月12日)在《科学》杂志上报道。研究人员说,这项技术有朝一日可以应用于柔软的机器人身上,这些机器人通常被一层有弹性的硅胶“皮肤”所覆盖。

“伪装机器人可能会躲藏起来并受到保护,免受动物攻击,可能更好地接近动物,在它们的自然栖息地进行研究,”Cecilia Laschi,意大利比萨圣安娜高等研究学院生物机器人研究所的一位生物机器人学教授在本期《科学》杂志的一篇随行文章中写道当然,伪装也可能支持 ... 应用,在 ... 应用中,降低机器人的可见度为其进入危险区域提供了优势,”拉希写道,他没有参与目前的研究。[仿生:7项灵感来自大自然的聪明技术]

巨大的澳大利亚乌贼(Sepia apama)表达其 ... 用于伪装。(Roger Hanlon)凹凸不平的皮肤

由宾夕法尼亚大学的James Pikul和康奈尔大学的Robert Shepherd领导的研究人员从3D凹凸不平(或称 ... )中获得灵感,章鱼和墨鱼可以在五分之一秒的时间内用肌肉单位充气来伪装。[8关于章鱼的疯狂事实]

软机器人 ... 的补充部分是硅胶皮肤下的气袋或“气球”。通常,这些口袋会在不同的时间在不同的地点膨胀,从而在机器人中产生运动。在这项新的研究中,这种机器人式的膨胀又向前迈了一步。

基于它们(头足类)所能做的和我们的技术所不能做的这些事情,我们如何弥合这一差距,使技术解决方案能够满足它们惊人的能力?”是Shepherd提出的中心问题。

“在这种情况下,充气气球是一个非常可行的解决方案,”他补充道。

通过在硅胶中嵌入小的纤维网球体,科学家可以控制和塑造充气表面的纹理,就像章鱼可以重新拉伸它的皮肤一样。

研究人员制造了一种硅树脂网复合材料,然后用空气充气,模拟头足类动物膨胀的 ... ,使其皮肤具有纹理以伪装。(J.H.Pikul等人,《科学》(2017年))

Pikul,当时是康奈尔大学的博士后,提出了通过纤维网格环的图案来对这些气穴进行纹理处理的想法。皮库尔向《生命科学》杂志解释说,他被膨胀硅胶的想法所吸引,因为膨胀的速度和可逆性是如此之快。从那时起,这仅仅是一个数学模型的问题,使其发挥作用。

概念的证明

目前的原型皮肤纹理看起来相当初级:通过将硅气泡与同心圆的纤维网架分开,研究人员发现了如何控制硅的形状,因为它充气的。据该报报道,他们通过加强网孔使气泡膨胀成一些新的形状。例如,他们创造了模仿河流中圆形石头的结构,以及一种叶子呈螺旋状排列的多汁植物(紫葡萄属),研究人员通过创造一个从平坦表面转化为3D表面的原型来测试他们的硅胶伪装技术肉质植物。(J.H.Pikul等人,《科学》(2017))“知识产权保护计划”但复杂度不是他们的主要目标,Shepherd指出,“知识产权保护计划”“知识产权保护计划”“我们不希望这是一项只有世界上少数人能使用的技术;我们希望它

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