طراحی پوست ربات با الهام از آفتاب‌پرست‌

آفتاب‌پرست‌ها نماد سازگاری با محیط هستند، چون می‌توانند سلول‌های رنگی خود را برای همرنگ شدن با محیط اطرافشان تغییر دهند. این سلول‌ها به لایه‌ی سلولی خاصی اطلاق می‌شود که زیر پوست قرار دارد. محققان کره‌ی جنوبی طی پژوهشی جدید (ژورنال ارتباطات علمی Nature Communications) موفق به ساخت آفتاب‌پرست رباتیک شده‌اند که از همتای جاندار خود تقلید می‌کند؛ این دستاورد مسیر را برای فناوری‌های جدید استتار مصنوعی Artificial Camouflage هموار می‌کند.

ساخت آفتاب‌پرست رباتیک

این تیم پژوهشی با استفاده از حسگرهای رنگ، دستگاه‌های کوچک تولیدکننده‌ی گرما (از جنس نانوسیم‌های نقره) و مواد ترموکرومیک Thermochromic (موادی که با تغییر دما، تغییر رنگ می‌دهند)، الگوهای پوستی با وضوح بالا بازآفرینی کرده‌اند که به ربات‌ها اجازه می‌دهند به صورت تقریباً لحظه‌ای، بین رنگ‌های مختلف تغییر یابند.

اقدامات قبلی انجام شده در حوزه‌ی استتار مصنوعی، اغلب متکی بر دستگاه‌های میکروسیالی Microfluidic بوده‌اند که با استفاده از کانال‌هایی کوچک، گردش جریان‌های داخلی را کنترل می‌کردند. اما پروژه‌ی مذکور رویکردی کاملاً برقی در پیش گرفته است.

سرعت تغییر رنگ طبیعی در آفتاب‌پرست رباتیک

سونگ هوان کو Seung Hwan Ko ، استاد مهندسی حرارتی دانشگاه ملی سئول Seoul National University و یکی از نویسندگان این مقاله، معتقد است: «یکی از چالش‌برانگیزترین قسمت‌های کار این بود که سرعت تغییر رنگ را آنقدر بالا ببریم که به سرعت آن در طبیعت نزدیک شود. برای حل این مشکل از دستگاه‌های کوچک تولیدکننده‌ی گرما استفاده کردیم که با سرعت بالایی گرم می‌شوند. بدین ترتیب، پوست مصنوعی، مثل آفتاب‌پرست واقعی، خیلی سریع گرم شده و تغییر رنگ می‌دهد.

ساخت نمونه‌ی اولیه بسیار زمان‌بر بود. ابتدا باید تعیین می‌کردیم که ربات از روی مهره‌داران ساخته شود یا بی‌مهره‌ها (مثل اختاپوس). از آن‌جایی که مدل بدون مهره معمولاً آزادی حرکت بیشتری دارد، تصمیم ابتدایی تیم مبنی بر این بود که از اختاپوس تقلید کنیم. اما بعد متوجه شدیم این ایده خیلی بلندپروازانه است.»

بعد از سر و کله زدن با طراحی‌ها و ساختارهای گوناگون، محققان نهایتاً تصمیم گرفتند شکل ساده‌ای از خود آفتاب‌پرست را دستکاری کنند. با شکل‌دهی نانوسیم‌ها در قالب‌های ساده (از نقاط، خطوط و شکل‌های مقیاسی) موفق شدند محصول پیچیده‌ای که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید را خلق کنند.

کاربردهای استتار مصنوعی

پژوهش‌های قبلی در مورد استتار مصنوعی اغلب برای کاربرد در ارتش انجام شده‌اند؛ با این حال، هوان کو امیدوار است دستاوردشان اثرات گسترده‌تری داشته و در حوزه‌های مختلفی از جمله حمل و نقل، زیبایی و فشن نیز به کار رود. به عنوان مثال، با استفاده از این فناوری می‌توان خودروهایی ساخت که رنگ خود را تغییر می‌دهند تا از محیط متمایز شوند یا پارچه‌هایی تولید کرد که قابلیت تغییر رنگ دارند.

هوان کو می‌گوید: «از این پوست آفتاب‌پرست می‌توان در صفحه‌نمایش‌های نرم یا انعطاف‌پذیر نیز استفاده کرد.»
با این حال، از آن‌جایی که این فناوری وابسته به حرارت است، در محیط‌های بسیار سرد کار نمی‌کند. به همین دلیل، این آفتاب‌پرست مصنوعی نمی‌تواند طیف کامل رنگ‌ها را کشف کند (محقق کند).

رامسس مارتینز Ramses Martinez ، استادیار دانشگاه پردو Purdue University و محقق حوزه‌ی رباتیک زیست‌محور، می‌گوید: «خلق فناوری‌های جدید با الهام از زیست‌شناسی، قابلیت‌ها و گزینه‌های فراوانی پیش روی ما قرار می‌دهد؛ برای مثال، می‌توان سیستم‌هایی ساخت که در رهیابی بازمانده‌های زلزله به ما کمک می‌کنند.»

جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید.