https://frosthead.com

כמו עור תמנונים, החומר החדש הזה עובר מ- 2D לתלת מימד בשניות

לאוקטופי יש כמה מיומנויות די מרשימות. הם משתמשים בכלים. הם בוקעים בורחים נועזים. הם משחקים משחקים. הם משתמשים בניסוי וטעייה. אבל אולי המיומנות המגניבה ביותר שלהם (ובהחלט ראויה ליוטיוב) היא היכולת שלהם להסוות את עצמם. הם יכולים לשנות לא רק את צבעם, אלא גם את מרקמם, בעזרת הקרנות המכונות פפילות על קליפותיהם כדי ליצור בליטות ורכסים להשתלב בסלעים, אלמוגים, עשב ים, חול וכמעט כל דבר אחר שיש בקרבתו.

תוכן קשור

  • מתכות סופר ווד חדשות במכות חוזק

מיומנות שימושית שיש לך, נכון? כעת, אנו בני האדם עשויים להתקרב לרתום יכולת זו של תחפושת. חוקרים מאוניברסיטת קורנל, אוניברסיטת פנסילבניה והמעבדה הביולוגית הימית ב- Woods Hole יצרו חומר דו-ממדי שיכול להפוך למבנה תלת-ממדי בעל מרקם מורכב כאשר הוא מנופח, מה שמסלול את הדרך למספר שימושים פוטנציאליים.

החומר הוא גומי סיליקון משובץ רשת סיבים. הרשת משולבת בטבעות, פועלת באופן דומה לשרירי התמנון, ומושכת את עור הגומי לצורות שונות. בבדיקה, החוקרים הגדירו את הרשת באופן שכאשר ניפח, החומר קיבל מראה של סדרה של אבנים עגולות. הם גם עיצבו רשת שתיראה כמו סוג של צמח עסיסי.

ג'יימס פיקול, פרופסור להנדסת מכונות מאוניברסיטת פנסילבניה שעזר להוביל את המחקר, קיבל השראה מכלי המגן כמו דיונון ואוקטופי תוך כדי עבודתו בבניית רובוטים טובים יותר בעלי מרקם רך.

"היצורים האלה מרתקים להפליא מכיוון שהם לגמרי רכים", הוא אומר. "הם יכולים לרוץ על קרקעית הים, הם יכולים לשחות, אבל אין להם מערכת שלד. הם המטרה העיצובית המושלמת עבור מישהו שיוצר רובוט רך. "

אחד האתגרים בעבודה עם חומרים רכים כמו גומי ברובוטיקה הוא שהם יכולים להיות קשים לשליטה, מכיוון שהם נמתחים במספר דרכים. פיקול הבין כי חיקוי מבנה השריר של צוואר הרחם על ידי הוספת טבעות בדים יחסית לא מתוחות לחומר רך זו דרך להשיג שליטה רבה יותר על הצורה.

פיקול וצוותו החליטו לבדוק את החומרים שלהם על ידי כך שייראו כמו סלעים מכיוון ש"סלעים הם למעשה די מאתגרים להסוות אותם ", אומר פיקול.

אדם העומד מול חבורת סלעים בחליפה בצבע סלע פשוט נראה כמו סלע בצורת אדם, במיוחד כשהשמש זורחת ומטילה צל בצורת אנוש. אבל על ידי הוספת מרקם שינית את המשוואה.

הצמח הסוקולנטי נבחר כנבדק בגלל עליםיו הכדיים. נכון לעכשיו אין לחומרים האבות-טיפוס סוג המתיחה להפוך למבנים דקים מאוד כמו עלי אלון או נייר. אבל העלים העגולים של צמחים בשרניים היו בהישג יד. פיקול וצוותו מקווים לפתח בסופו של דבר מבנים שניתן למשוך אותם דקים מאוד.

המחקר, שהיה בחסות משרד המחקר בצבא, מופיע השבוע בכתב העת Science .

"התוצאות מרשימות", כותבת ססיליה לאצ'י, פרופסור לרובוטיקה בבית הספר ללימודים מתקדמים בסנטאננה בפיזה, איטליה, ומעירה על עבודתו של פיקול במדע .

למרות שהמרקמים שנוצרו בחומרים של האב-טיפוס הם פשוטים למדי, אומר לאשי, הם מייצגים צעד ראשון חשוב לעבר שימושים צבאיים, מדעיים ואדריכליים פוטנציאליים רבים. הם יכולים לעזור למדענים ללמוד בעלי חיים בטבע על ידי מתן אפשרות לרובוטי המצלמה להשתלב בהצלחה בסביבתם. בניינים תלת-ממדיים מתנפחים העשויים מהחומרים עלולים לשנות צורה על פי צורך, להפוך את משטחיהם לחלקי חלוקי נחל כדי להוסיף צל בתקופות שטופות שמש, או לעבור להזיז פאנלים סולאריים למצב טוב יותר ככל שהשמש עוברת על פני השמיים.

בהשראת מפת המארודרים המרגשת בהארי פוטר, מדמיין פיקול לוח מחוונים לרכב חלק אשר בלחיצת כפתור הופך למפה טופוגרפית של סביבתו. או ג'ויסטיק שיוצא משטח שטוח ונעלם כשאתה כבר לא צריך אותו.

פיקול מתכנן גם לעבוד על פיתוח חומרים שיכולים להפוך ליותר מצורה אחת. מבחינה זו, התמנון עדיין מקדים את בני האדם היטב. כפי שלסצ'י מציין, אנחנו עדיין לא מבינים כיצד אזלות הצפה מגלות את הצבע והמרקם של סביבתן. אם מחקר נוסף היה מפצח את התעלומה הזו, זה יכול להוביל להתפתחות של רובוטים להסוואה עצמית באופן אוטומטי.

חוקרים אחרים שעובדים על רובוטים רכים, קיבלו השראה מאוקטופי ומרחבי כף הרגל אחרים. בשנה שעברה עורכו חוקרי הרווארד הופעה של "אוקטובוט" אוטונומי תלת-ממדי המודפס שמניע את עצמו באמצעות תגובה כימית. מוקדם יותר השנה יצאה חברת רובוטיקה גרמנית עם זרוע תמנון רובוטית של סיליקון רך, שיכול להרים ולהניח חפצים. לאצ'י סייע בהשקת פרויקט רב לאומי ליצירת רובוטים תמנונים, במטרה להבין ולרתום את יכולות היצור להסוות, לתפעל אובייקטים, להזיז ולחוש את סביבותיהם.

אבל האם הם יכולים לשטות בתמנון אמיתי?

כמו עור תמנונים, החומר החדש הזה עובר מ- 2D לתלת מימד בשניות