„On naprawdę chodzi i jednocześnie zmienia kolor” – ekscytuje się Seung Hwan Ko, inżynier mechanik z Seoul National University w Korei Południowej, biorący udział w tworzeniu robota. Cieszy się, że naukowcom udało się skonstruować „coś w rodzaju w pełni działającego kameleona”. 

Jak czytamy w czasopiśmie Nature Communications, sztuczna elektroniczna „skóra” robota automatycznie dostosowuje swój kolor do otoczenia. To jedno z pierwszych urządzeń, które potrafi to zrobić. Można sobie wyobrazić, że zainspiruje architektów, posłuży laboratoriom wojskowym do tworzenia nowej generacji aktywnego kamuflażu oraz pozwoli projektantom mody wymyślać ubiory zmieniające kolor. Dodajmy, że oprócz różnych kolorów, robot może też wyświetlać na swojej skórze zaprogramowane wcześniej wzory (co z kolei mogą wykorzystać reklamodawcy).  

Ciekłokrystaliczna skóra zmienia kolor w pół sekundy 

Zaznaczyć trzeba, że owa skóra nie odwzorowuje dokładnie pobliskiego tła. Lecz nawet prawdziwe kameleony zmieniają barwę nie po to, by perfekcyjnie odzwierciedlać otoczenie, lecz by się w nie wtopić. „Nie chodzi nam o to, aby idealnie odwzorować tło” – mówi współautor przedsięwzięcia Sukjoon Hong, inżynier mechanik z Uniwersytetu Hanyang – „Aby wystarczając się zakamuflować, wystarczy pewien odpowiednio wysoki poziom odwzorowania”. 

Powłokę robota badacze wykonali przy użyciu, jak mówią, „termochromowego atramentu ciekłokrystalicznego”. Materiały ciekłokrystaliczne zmieniają swoją strukturę i kolor w zależności od temperatury. Dlatego naukowcy podgrzewają ją przy pomocy nanodrutów. Na podbrzuszu robota umieszczono czujniki kolorów, które rejestrują barwy pod spodem robota. Następnie przekazują te informacje do jednostki sterującej, która włącza podgrzewanie. Pod tym wpływem ciekłokrystaliczne warstwy generują odpowiedni kolor.  

Robot może w pół sekundy dopasować się kolorystycznie do otoczenia. Naukowcy zademonstrowali go na tle liści i kwiatów. Lecz robot kameleon może też przybrać np. wzór przypominający pręgi tygrysa. 

Ten gad ma swoje ograniczenia 

„Wrażliwe na temperaturę materiały ciekłokrystaliczne nie są nowością, ale prostota, z jaką badacze wykorzystują je do stworzenia efektu kameleona, jest imponująca” – mówi Chengyi Xu, inżynier materiałoznawstwa ze Stanford. Nie brał udziału w badaniach, ale jest pełen podziwu dla osiągnięć swoich kolegów. Dodaje, że poprzednio technologię przełączania kolorów pokazywano tylko na małych urządzeniach, ściśle kontrolowanych przez ludzi. Tym razem robot sam zmienia kolor. Badacze zintegrowali kilka technologii, aby osiągnąć jak najbardziej realistyczny efekt. 

Kontrola termiczna ciekłokrystalicznej powłoki ma jednak ograniczenia. „Po pierwsze skóra jest łatwiejsza do ogrzania niż do schłodzenia, więc nie może przełączać się z gorącego koloru (chodzi o temperaturę widmową światła) na zimny równie szybko, jak w odwrotnym kierunku” – mówi Steven Morin, chemik z Uniwersytetu Stanowego w Nebrasce.  

Morin przyznaje, że odwzorowanie zmiany kolorów w robotach jest trudne. W naturze proces jest szybki i przez to może wydawać się łatwy do odtworzenia, jednak zespół Ko i Honga musi jeszcze popracować nad przyspieszeniem reakcji robota. 

Następna będzie ośmiornica! 

W przyszłości badacze zamierzają zbudować cybernetyczną wersję innej ikony królestwa zwierząt: ośmiornicy. Wykorzystają projekt sztucznej skóry kameleona, aby uzyskać efekt kamuflażu u własnego mechanicznego głowonoga. „Musimy jednak pamiętać, że ruch ośmiornicy jest o wiele bardziej złożony niż kameleona” – mówi Ko. I tu właśnie leży główne wyzwanie inżynieryjne. W naśladowaniu tego, co żywe zwierzęta wciąż potrafią robić najlepiej, naukowcy są jeszcze na początku drogi.

Źródło: Nature.