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变色机器人可避红外线 未来或造出铁血战士
星之球激光 来源:科技日报2015-11-20 我要评论(0 )
据国外媒体报道,美国国防部高级研究计划署和哈佛大学近日联合研制出一种神奇的变色机器人,这种机器人可以爬行到任何物体表面然后将自己伪装成与环境同样的颜色,...
据国外媒体报道,美国国防部高级研究计划署和哈佛大学近日联合研制出一种神奇的变色机器人,这种机器人可以爬行到任何物体表面然后将自己伪装成与环境同样的颜色,从而达到“隐形”的目的。
哈佛大学生物化学系科学家乔治-怀特塞得博士与斯蒂芬-莫宁博士创造了基板内蚀刻微流体通道技术让染色颜料能够进入这种机器人,从而实现了机器人的变色能力。目前变色机器人每次“变色”需要30秒的时间。它可以爬行、可以变色、可以在黑暗中发光,甚至可以使周围环境的温度发生变化。此外,它的造价相当便宜,一个这样的机器人造价不到100美元。
美国国防部高级研究计划署发言人表示:“ 美国国防部高级研究计划署的侦查机器人拥有各种各样的大小和形状来胜任未来各种军事工作,但是机器人学依然是一门崭新的科学领域,大家都对其有极大的热情,不过该领域对硬件条件的要求非常高。一般来说,机器人工程的研究成本非常高,但是这次我们创造的硅胶机器人的成本却非常低。低造价和高性能的结合意味着这种技术已经可以替代美国国防部的一些机器人技术了。”研究人员可以通过向机器人体内注入高压气体或者液体来控制机器人系统。
外表颜色能与周围环境融合
来自哈佛大学的研究人员斯蒂芬·莫林和他的同事们在研究报告中写道,这种变色软体机器人拥有特殊的外壳和四肢。其外壳由两种微型管道组成,一种管道用于吸入空气转变为机器人行走或爬行的动力,相当于气动装置;另一种管道则充满荧光材料,使机器人拥有伪装和展示的能力。
研究过程中,研究人员使用了微流体技术,在软体机器人体内嵌入微型管道,之后再往管道内注入多种荧光材料。由于只需在机器人体内安装少量的微型管道就能够产生变色效果,因此机器人的自身重量仍保持在较低水平。
研究报告指出,将荧光材料注入机器人体内后,机器人的颜色、与周边环境的对比度、外壳上图案、亮度、甚至温度和形状都可以随着环境温度或光线等的变化而改变,从而同周围环境融为一体、显示信息、发出亮光,甚至还能发出红外线——这是真正的变色龙所无法办到的。
对此,该研究小组称:“动态伪装可以应用到那些必须低调完成任务的软体机器人身上。”
莫林和他的研究小组打造这种机器人的最初灵感来自于章鱼和乌贼等海洋动物。这些物种体内含有的色素细胞能使它们巧妙地与周围环境融为一体,避免遭受攻击。
这种技术未来也可能被应用于制造间谍机器人。想想一下,如果发现了敌人,通过变色而隐藏在周围的环境中,这是一件多么酷的事情。
变色机器人可躲避红外线
受海洋生物章鱼、墨鱼和鱿鱼的伪装技能启发,美国哈佛大学的科学家设计出一种机器人,主体柔软似橡胶,可灵活自如地爬行,并且伪装自身躲避红外摄像机。
该论文的作者乔治·怀特塞兹教授说,常规的机器人相当多的是用来开发海洋,虽然这些机器人各种各样,但基本上是按照哺乳动物的横剖面图设计的。问题是,为什么我们要把机器人设计成是柔软的有机体?因为,相比之下,其具备相当不同的结构和移动方式及伪装策略,而在水下便可显而易见。
在早先的研究中,该研究团队创建了一个柔韧的机器人,可以灵活地移动,相关论文于2011年刊登在美国《国家科学院学报》上,概述了软体机器人遇到障碍物时可以爬行和弯曲。
该机器人是由硅为基础的聚合物制成,通过其四条“腿”里的小汽缸带动排气泵驱动。现在,研究人员又在其上增加了一个复杂性层面,使这种机器人升级,具有了掩饰自己的能力。伪装的机器人由布满微小通道的网络覆盖。当不同染料被泵入后,机器人可以迅速改变其外观,同时,还可以改变颜色。热或冷的液体被注入机器人,可使它们能够进行热伪装,荧光液体则让其在黑暗中发光。
该研究小组认为,这种设备可以有多种不同的用途。该研究带头人斯蒂芬·莫兰说,软体机器人与器官或组织有很多类似点,可以应用于医疗。他解释说:“我们的想法是,如果你有一个系统,可以很好地模拟肌肉运动系统,并与输送流体相结合,那么就可以将其用于制作适合特定的外科需要,在手术和培训中也可得到应用。研究人员还表示,该机器人未来可以用于搜索和救援。怀特塞兹说:“在应用中,它有能够让自己变成醒目的方式,例如在黑暗中,这不啻为一件好事。”
他说:“该机器人具有轻便、灵活、相对便宜的优越性。这与传统的机器人相当的不同,你可以从非常简单的系统得到相当复杂的运动。一般对于像搜索和救援的任务而言,这种机器人可以作为一次性机器来使用。所以,如果把造价2.5万美元的机器人发送到建筑物上掉了下来,这真是个事故。而如果你发送只值100美元的机器人从屋顶落下,还真可以不在乎。”
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