人类可能认为自己对伪装有很好的处理,但是我们可能真的只有“业余水平”。狙击手可能可以通过“吉利装”融入灌木丛中,但是章鱼和墨鱼等伪装高手的伪装技巧可能更胜一筹。现在科学家从自然界获取灵感,试图创造出真正惊人的机器人“迷彩服”。
近日,来自康奈尔大学等科研人员将二维(2D)可伸缩表面通过编程转换为目标3D形状的合成组织,合成组织由嵌入不可伸展的纺织网的弹性膜组成,通过使用简单的制造方法和建模方法将其膨胀到其目标形状的10%以内。纤维网作为局部结缔组织起到纤维增强的作用,以此向中心轴提供力并控制3D形状,而弹性体作为可伸展的软组织,其伸缩垂直于合成皮肤表面。这些可伸缩表面从平面转换为3D纹理,可以模仿天然石材和植物形状,并将其伪装成背景环境。
相关研究以Stretchable surfaces with programmable 3D texture morphing forsynthetic camouflaging skins为题发表在《科学》杂志上。
全新的类似“皮肤”的材料模仿头足类动物的特征,允许水生生物以升起或降低它们皮肤下部产生隆起物和其他形状。在自然界中,动物使用这种能力模仿海底的岩石和其他物体,以便逃脱捕食者的追捕。科学家认为这种能力对于机器人来说可能是非常有用的,并且已经开始制定可以承受所需形状的“可编程”皮肤。
这种合成皮肤的作用非常类似于章鱼和墨鱼所赋予的性质,刚性膜限制皮肤某些部分的扩张,但允许其他部分隆起。当空气被泵入时,皮肤似乎变形成新的形状。这创建了一种3D实物,这种3D伪装本质上是非常有效的,并且在应用于机器人时也可能相当强大。例如,研究型机器人可能潜在地使用这种“皮肤”来观察动物。
论文链接:http://science.sciencemag.org/content/sci/suppl/2017/10/12/358.6360.210.DC1/aan5627-Pikul-SM.pdf
- 芬兰坦佩雷大学郭洪爽博士 Adv. Mater.: 探索集体行为 - 从智能材料到仿生设计 2025-05-04
- 南京大学王炜/曹毅/蒋青/薛斌《Nat. Commun.》:用于干细胞辅助骨再生的具可编程时空力学信号水凝胶 2025-04-20
- 宁波材料所陈涛/尹恺阳团队 Adv. Mater.:光诱导双动态键液晶弹性体致动器的快速可逆时空编程 2025-04-18
- 西南林大杜官本院士、杨龙研究员团队 Nano lett.:面向水下电子皮肤的温控响应纤维素基 Janus 智能水凝胶 2025-05-09
- 阿尔伯塔大学曾宏波教授 AFM:皮肤角质层启发的本征保湿抗冻两性离子水凝胶用于智能柔性传感器 2025-04-14
- 西安交大郭保林/憨勇/赵鑫 AFM:具有组织密封和促凝血活性的网络重塑、电活性和抗菌冷冻凝胶 - 用于止血和促进皮肤伤口愈合 2025-04-08