タコは瞬く間に、皮膚の色や質感を変えることにより、縁がぼやけた海藻やサンゴのようになり、その環境ではほとんど見えなくなります。そして、将来的には、ロボットがこの一見魔法のように見えるカモフラージュのトリックもやってのけるかもしれません。
研究者達は、平らな2D表面から隆起と窪みのある3次元の表面に変形できる頭足類の皮膚の合成フォームを作成しました。この技術はいつの日か、伸縮性のあるシリコンの「皮」で覆われているソフトロボットにいつか使われるかもしれないと研究者たちは述べた。
「カモフラージュされたロボットは、動物の攻撃から隠れて保護され、自然の生息地で動物を研究するために動物に近づく可能性があります」と、イタリアのピサにあるサンタナ大学高等研究生物工学研究所の生物ロボット学の教授であるセシリア・ラスキ、科学の現在の問題で付随する記事に書いた。 「もちろん、カモフラージュは軍事用途もサポートする可能性があり、ロボットの可視性を低下させることで、危険な領域へのアクセスに利点がもたらされます。
でこぼこの肌
ペンシルベニア大学のジェームズピクル氏とコーネル大学のロバートシェパード氏が率いる研究者たちは、3Dバンプ、つまり乳頭からインスピレーションを得ました。タコとイカは、カモフラージュのために1/5秒で筋肉単位を使って膨らむことができます。
ソフトロボットの乳頭を補完するものは、シリコンスキンの下のエアポケット、つまり「バルーン」です。多くの場合、これらのポケットは、さまざまな場所でさまざまなタイミングで膨張して、ロボットに移動運動を生成します。新しい研究では、このロボットによるインフレは一歩進んだものです。
「彼らができるこれらのことと私たちの技術ができないことに基づいて、彼らのかなり驚くべき能力に対する技術的解決策を得るためにどのようにギャップを埋めるのですか？」シェパードが提起した中心的な問題でした。
「この場合、風船を膨らませることはかなり実行可能な解決策です」と彼は付け加えました。
科学者は、タコが皮膚の質感を再調整するように、小さな繊維メッシュの球体をシリコーンに埋め込むことで、膨らんだ表面の質感を制御および成形できます。
コーネル大学のポスドクであるピクルは、ファイバーメッシュリングのパターンを介してこれらのエアポケットにテクスチャを付けるというアイデアを思いつきました。彼は、膨張がどれほど速くて可逆的であり得るかという理由でシリコーンを膨らませるという考えに惹かれました、とピクルはLive Scienceに説明しました。そこから、それを機能させるために数学モデルを理解するだけの問題でした。
コンセプトの証明
テクスチャスキンの現在のプロトタイプはかなり基本的なものに見えます。シリコーンバブルをファイバーメッシュフレームの同心円で分割することにより、研究者は、膨らんだシリコーンの形状を制御する方法を見つけました。紙によると、彼らはメッシュを補強することによって気泡をいくつかの新しい形に膨らませることに成功しました。たとえば、彼らは多肉植物だけでなく、川の丸い石を模した構造を作成しました（Graptoveria amethorum）葉をらせん状に配置します。
しかし、高度化は彼らの主な目標ではなかったとシェパードは述べた。
「これを世界中の数人だけが使用できるテクノロジーにしたくはありません。かなり簡単に実行できるようにしたいのです」とShepherdはLive Scienceに語った。彼は、色の変化するシリコンスキンを作成する方法に関するチームの以前の調査結果に基づいて作成されたテクスチャリングテクノロジーを、産業界、学界、そして愛好家に同様にアクセス可能にすることを望んでいました。したがって、レーザーカッターなどの制限技術を意図的に使用してワイヤーリングを製造しました。これは、コーネル大学の研究室以外の人も使用できるためです。
コーネル大学の物理学教授であり、この研究にも携わったイタイコーエン氏は、このテクノロジーのもう1つのアクセシブルな側面について言及しました。フィールドへの遠足で、コーエンは、収縮したシリコーンの積み重ねシート-迷彩テクスチャーに膨らむようにプログラムされた-を自分のトラックの後ろに積み込むことを想定しています。 「今、それを膨らませることができるので、それが輸送するのが本当に難しいその恒久的な形である必要がない」とコーエンはライブサイエンスに語った。テクノロジーが進歩するにつれて、環境をスキャンし、対応するシリコーンシートをその場でプログラムして、それを模倣することさえできるかもしれないとコーエンは推測した。
ピクルとシェパードの両方は、それぞれの研究所でこのテクノロジーを追求する計画です。羊飼いは、技術の開発以来、インフレーションを同じテクスチャリングを引き起こす可能性のある電流に置き換え始めていると説明しました-テザーと加圧空気システムは必要ありません。そしてピクル氏は、材料の表面を操作することから学んだ教訓を、バッテリーやクーラントのように表面積が重要な役割を果たすものに適用したいと望んでいると彼は言った。
「私たちはまだソフトロボティクスの探索段階にいる」とシェパード氏は語った。ほとんどの機械は硬い金属とプラスチックで構成されているため、ソフトロボットの慣習と最良の使用法はまだ完全に具体化されていません。 「われわれはまだ始まったばかりであり、すばらしい結果をもたらしている」と彼は言ったが、重要なのは「将来的には、他の人々がテクノロジーを使いやすくなり、これらのシステムの信頼性を確保できるようになることだ」と語った。
この研究は米国陸軍研究所の陸軍研究室から資金提供を受けた。
