في ومضة ، يمكن للأخطبوط أن يصنع مثل الأعشاب البحرية أو المرجان ذات الحواف الخشنة عن طريق تغيير لون وملمس جلده ، وبالتالي يصبح غير مرئي تقريبًا في بيئته. وفي المستقبل ، قد تكون الروبوتات قادرة على الاستفادة من خدعة التمويه السحرية هذه أيضًا.
قام الباحثون بصنع شكل اصطناعي من جلد رأسي الأرجل يمكن أن يتحول من سطح ثنائي الأبعاد إلى سطح ثلاثي الأبعاد مع نتوءات وحفر ، حسبما أفادوا اليوم (12 أكتوبر) في مجلة Science. وقال الباحثون إن هذه التكنولوجيا يمكن أن تستخدم ذات يوم في الروبوتات الناعمة ، والتي عادة ما تكون مغطاة بـ "جلد" مطاطي من السيليكون.
"قد تختبئ الروبوتات المموهة وتحميها من الهجمات على الحيوانات وقد تقترب بشكل أفضل من الحيوانات لدراستها في بيئاتها الطبيعية" ، سيسيليا لاشي ، أستاذة علم الأحياء الحيوية في معهد BioRobotics في كلية سانتانا للدراسات المتقدمة ، في بيزا ، إيطاليا كتب في مقال مصاحب في العدد الحالي من مجلة Science. كتب لاشي ، الذي لم يشارك في الدراسة الحالية ، "بالطبع ، قد يدعم التمويه أيضًا التطبيقات العسكرية ، حيث يوفر تقليل رؤية الروبوت له مزايا في الوصول إلى المناطق الخطرة".
بشرة وعرة
استلهم الباحثون ، بقيادة جيمس بيكول من جامعة بنسلفانيا وروبرت شيبرد من جامعة كورنيل ، من المطبات ثلاثية الأبعاد ، أو الحليمات ، التي يمكن أن يتضخمها الأخطبوط والحبار باستخدام وحدات العضلات في خُمس الثانية للتمويه.
تكملة الحليمات في الروبوت اللين هي جيوب هوائية أو "بالونات" تحت جلد السيليكون. في كثير من الأحيان ، يتم تضخيم هذه الجيوب في أوقات مختلفة في أماكن مختلفة لتوليد الحركة في الروبوت. في البحث الجديد ، اتخذ هذا التضخم الآلي خطوة أخرى.
"استنادًا إلى هذه الأشياء التي يمكنهم القيام بها وما لا يمكن لتقنيتنا القيام به ، كيف يمكننا سد الفجوة للوصول إلى حلول تكنولوجية لقدراتهم المذهلة؟" كان السؤال المركزي الذي طرحه شيبرد.
وأضاف "في هذه الحالة ، يعد تضخم البالون حلاً عملياً إلى حد كبير".
من خلال دمج كريات من الألياف الصغيرة في السيليكون ، يمكن للعلماء التحكم في نسيج السطح المنتفخ وتشكيله ، تمامًا كما قد يعيد الأخطبوط تركيب جلده.
جاء بيكول ، الذي كان آنذاك طالبًا بعد الدكتوراه في جامعة كورنيل ، بفكرة تشكيل هذه الجيوب الهوائية عبر أنماط حلقات الشبكات الليفية. وأوضح بيكول لعلوم الحياة أنه انجذب إلى فكرة تضخيم السيليكون بسبب مدى سرعة وعكس التضخم. من هناك ، كانت مجرد مسألة اكتشاف النماذج الرياضية لجعلها تعمل.
إثبات المفهوم
يبدو النموذج الأولي الحالي للجلود المنسوجة بدائيًا إلى حد ما: من خلال تقسيم فقاعات السيليكون مع دوائر متحدة المركز من إطارات الشبكات الليفية ، اكتشف الباحثون كيفية التحكم في شكل السيليكون أثناء تضخمه. تمكنوا من تضخيم الفقاعات إلى بعض الأشكال الجديدة من خلال تعزيز الشبكة ، وفقًا للورقة. على سبيل المثال ، قاموا بإنشاء هياكل تحاكي الحجارة المستديرة في نهر وكذلك نبات عصاري (الأمبثوروم Graptoveria) مع أوراق مرتبة بنمط حلزوني.
وأشار شبرد إلى أن التعقيد لم يكن هدفهم الأساسي.
وقال شيفرد لـ Live Science: "لا نريد أن تكون هذه تقنية لا يمكن إلا لعدد قليل من الناس في العالم استخدامها ؛ نريدها أن تكون سهلة إلى حد ما". أراد أن تكون تقنية التركيب ، التي بنيت على النتائج السابقة للفريق حول كيفية صنع جلود السيليكون المتغيرة الألوان ، متاحة للصناعة والأوساط الأكاديمية والهواة على حد سواء. لذلك ، استخدم الفريق عمدًا تقنيات تقييد مثل قواطع الليزر لتصنيع حلقات الأسلاك لأن هذا ما يمكن أن يستخدمه الأشخاص خارج مختبر جامعة كورنيل.
وأشار إيتاي كوهين ، أستاذ الفيزياء في كورنيل ، الذي عمل أيضًا في البحث ، إلى جانب آخر يمكن الوصول إليه من التكنولوجيا. في رحلة في الميدان ، يتصور كوهين تكديس صفائح من السيليكون المنكمش - مبرمجة لتضخم إلى نسيج مموه - في الجزء الخلفي من الشاحنة. قال كوهين لـ Live Science: "الآن ، يمكنك تضخيمه حتى لا يكون في ذلك الشكل الدائم ، الذي يصعب نقله حقًا". مع تقدم التكنولوجيا ، يمكن للمرء حتى أن يتمكن من مسح البيئة ومن ثم برمجة رقاقة السيليكون المقابلة في ذلك الوقت وهناك لتقليدها ، تكهن كوهين.
يخطط كل من Pikul و Shepherd لمتابعة هذه التكنولوجيا في مختبراتهم الخاصة. وأوضح شبرد أنه منذ تطوير التكنولوجيا ، بدأ في استبدال التضخم بالتيارات الكهربائية التي يمكن أن تتسبب في نفس التركيب - لا يتطلب أي ربط ونظام هواء مضغوط. ويأمل بيكول في تطبيق الدروس المستفادة من معالجة أسطح المواد على الأشياء التي تلعب فيها مساحة السطح دورًا مهمًا ، مثل البطاريات أو المبردات.
قال شبرد "ما زلنا في المرحلة الاستكشافية للروبوتات اللينة". نظرًا لأن معظم الآلات مصنوعة من المعادن الصلبة والبلاستيك ، فإن الاتفاقيات وأفضل استخدامات الروبوتات الناعمة لم يتم الانتهاء منها بالكامل. وقال: "نحن في البداية فقط ، ولدينا نتائج رائعة" ، ولكن المفتاح هو "في المستقبل ، مما يسهل على الآخرين استخدام التكنولوجيا والتأكد من موثوقية هذه الأنظمة".
تم تمويل الدراسة من قبل مكتب أبحاث الجيش التابع لمختبر أبحاث الجيش الأمريكي.
