Octopi έχουν μερικές εντυπωσιακές δεξιότητες. Χρησιμοποιούν εργαλεία. Εκτοξεύουν τολμηρές αποδράσεις. Παίζουν παιχνίδια. Χρησιμοποιούν δοκιμασία και σφάλμα. Αλλά ίσως η καλύτερη τους (και σίγουρα η πιο αξιόλογη) ικανότητα είναι η ικανότητά τους να καμουφλάρονται. Μπορούν να αλλάξουν όχι μόνο το χρώμα τους, αλλά και την υφή τους, χρησιμοποιώντας προβολές που ονομάζονται papillae στα δέρματά τους για να δημιουργήσουν προσκρούσεις και κορυφογραμμές για να αναμειχθούν με βράχια, κοράλλια, θαλασσινά, άμμο και σχεδόν οτιδήποτε άλλο βρίσκεται κοντά.
σχετικό περιεχόμενο
- Νέο Super Wood Κτυπά Μέταλλα σε Δύναμη Ισχύος
Μια χρήσιμη δεξιότητα να έχεις, σωστά; Τώρα, εμείς οι άνθρωποι μπορούμε να πλησιάζουμε στην αξιοποίηση αυτής της ικανότητας master-of-mask. Οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Cornell του Πανεπιστημίου της Πενσυλβανίας και στο Βιολογικό Εργαστήριο Θαλάσσιας Βιολογίας στο Woods Hole δημιούργησαν ένα 2D υλικό το οποίο μπορεί να μετατραπεί σε περίπλοκη 3D δομή όταν διογκωθεί, ανοίγοντας το δρόμο για διάφορες πιθανές χρήσεις.
Το υλικό είναι καουτσούκ σιλικόνης ενσωματωμένο με πλέγμα ινών. Το πλέγμα είναι στρωμένο σε δαχτυλίδια, που ενεργούν με παρόμοιο τρόπο με τους χταπόδιους μυς, τραβώντας το δέρμα από καουτσούκ σε διάφορα σχήματα. Κατά τη δοκιμή, οι ερευνητές διαμόρφωσαν το πλέγμα με τρόπο που, όταν διογκώθηκε, το υλικό πήρε την εμφάνιση μιας σειράς στρογγυλών λίθων. Σχεδίασαν επίσης ένα πλέγμα για να μοιάζουν με ένα είδος χυμώδους φυτού.
Ο James Pikul, καθηγητής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, ο οποίος βοήθησε να ηγηθεί της έρευνας, εμπνεύστηκε από κεφαλόποδα όπως καλαμάρια και οκτοπάι, ενώ εργάστηκε για την κατασκευή καλύτερων ρομπότ μαλακής υφής.
"Αυτά τα πλάσματα είναι απίστευτα συναρπαστικά επειδή είναι εντελώς μαλακά", λέει. "Μπορούν να τρέξουν στο πάτωμα της θάλασσας, μπορούν να κολυμπήσουν, αλλά δεν έχουν σκελετικό σύστημα. Είναι ο τέλειος σχεδιαστικός στόχος για κάποιον που δημιουργεί ένα μαλακό ρομπότ. "
Μία από τις προκλήσεις της εργασίας με μαλακά υλικά όπως το καουτσούκ στη ρομποτική είναι ότι μπορούν να είναι δύσκολο να ελεγχθούν, καθώς τεντώνονται με πολλούς τρόπους. Ο Pikul συνειδητοποίησε ότι η απομίμηση της μυϊκής δομής ενός κεφαλόποδου με την προσθήκη σχετικά μη ελαστικών δακτυλίων από ύφασμα σε ένα μαλακό υλικό ήταν ένας τρόπος να αποκτηθεί περισσότερος έλεγχος πάνω στο σχήμα.
Ο Πίκουλ και η ομάδα του αποφάσισαν να δοκιμάσουν το υλικό τους, κάνοντάς το να μοιάζει με βράχους γιατί "τα πετρώματα είναι πραγματικά αρκετά δύσκολο να καμουφλαριστούν", λέει ο Πικουλ.
Ένα πρόσωπο που στέκεται μπροστά από μια δέσμη των ογκόλιθων σε ένα κοστούμι ογκόλιθους μοιάζει ακριβώς με έναν ανθρωπογενή βράχο, ειδικά όταν ο ήλιος λάμπει και ρίχνει μια ανθρώπινη σκιά. Αλλά προσθέτοντας υφή, αλλάξατε την εξίσωση.
Το χυμώδες φυτό επελέγη ως υποκείμενο δοκιμής λόγω των βολβοειδών φύλλων του. Αυτή τη στιγμή τα πρωτότυπα υλικά δεν έχουν το είδος του τέντωμα για να μετατραπούν σε πολύ λεπτές δομές όπως φύλλα δρυός ή χαρτί. Αλλά τα στρογγυλά φύλλα των ζουμερών φυτών βρίσκονταν σε απόσταση. Ο Pikul και η ομάδα του ελπίζουν να αναπτύξουν τελικά δομές που μπορούν να τραβηχτούν πολύ λεπτά.
Η έρευνα, η οποία χρηματοδοτήθηκε από το Γραφείο Έρευνας του Στρατού, εμφανίζεται αυτή την εβδομάδα στο περιοδικό Science .
"Τα αποτελέσματα είναι εντυπωσιακά", γράφει η Cecilia Laschi, καθηγητής ρομποτικής στη σχολή προχωρημένων σπουδών της Sant'Anna στην Πίζα της Ιταλίας, σχολιάζοντας το έργο του Pikul στην επιστήμη .
Αν και οι υφές που δημιουργούνται στα πρωτότυπα υλικά είναι αρκετά απλές, λέει ο Laschi, αποτελούν ένα σημαντικό πρώτο βήμα προς πολλαπλές δυνατότητες στρατιωτικής, επιστημονικής και αρχιτεκτονικής χρήσης. Θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να μελετήσουν τα ζώα σε άγρια κατάσταση επιτρέποντας στα ρομπότ φωτογραφικών μηχανών να συνδυάσουν με επιτυχία το περιβάλλον τους. Τα φουσκωτά κτίρια 3D κατασκευασμένα από τα υλικά μπορούν να αλλάξουν σχήμα ανάλογα με τις ανάγκες, μετατρέποντας τις επιφάνειές τους από ομαλές σε βοτσαλωτές για να προσθέσουν σκιά κατά τη διάρκεια ηλιόλουστων περιόδων ή μετακινούνται για να μεταφέρουν τους ηλιακούς συλλέκτες σε καλύτερες θέσεις καθώς ο ήλιος κινείται στον ουρανό.
Εμπνευσμένος από τον χάρτη της Marauder που κινείται στον Χάρι Πότερ, ο Pikul φαντάζει ένα ομαλό ταμπλό του αυτοκινήτου που, με το πάτημα ενός κουμπιού, μετατρέπεται σε έναν τοπογραφικό χάρτη της γύρω περιοχής. Ή ένα joystick που βγαίνει από μια επίπεδη επιφάνεια και εξαφανίζεται όταν δεν το χρειάζεστε πλέον.
Ο Pikul σχεδιάζει επίσης να εργαστεί για την ανάπτυξη υλικών που μπορούν να μετασχηματιστούν σε περισσότερα από ένα σχήματα. Από την άποψη αυτή, το χταπόδι εξακολουθεί να είναι αρκετά μπροστά από τους ανθρώπους. Όπως σημειώνει ο Laschi, εξακολουθούμε να μην καταλαβαίνουμε πώς οι κεφαλόποδες ανιχνεύουν το χρώμα και την υφή του περιβάλλοντός τους. Αν περαιτέρω έρευνα ήταν για να σπάσει αυτό το μυστήριο, θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη αυτόματα αυτο-καμουφλάρισμα ρομπότ.
Άλλοι ερευνητές που εργάζονται σε μαλακά ρομπότ έχουν εμπνευστεί από τα octopi και άλλα κεφαλόποδα. Πέρυσι, οι ερευνητές του Χάρβαρντ ξεκίνησαν ένα 3D τυπωμένο αυτόνομο "octobot" που προωθείται από χημικές αντιδράσεις. Νωρίτερα φέτος, μια γερμανική εταιρία ρομποτικής βγήκε με ένα ροδοκόκκινο χάλκινο σκάνδαλο μαλακής σιλικόνης, το οποίο μπορεί να σηκώσει και να βάλει αντικείμενα. Η Laschi βοήθησε να ξεκινήσει ένα πολυεθνικό πρόγραμμα για τη δημιουργία ρομπότ χταποδιών, με στόχο την κατανόηση και αξιοποίηση των δυνατοτήτων του πλάσματος να καμουφλάρει, να χειρίζεται αντικείμενα, να κινεί και να αντιλαμβάνεται το περιβάλλον του.
Αλλά θα μπορούσαν να ξεγελάσουν ένα πραγματικό χταπόδι;
