仿生变色龙软体机器人可实时匹配背景颜色, [复制链接]

仿生领域是星际小象多年来取之不尽的科学宝库，迄今为止乃至未来很长一段时间，生物具有的功能比任何人工制造的机械都优越得多。在我们现代生活的方方面面都可以见到仿生学的实际应用，交通工具、建筑设计、居家用品，哪怕不起眼的杯子、书包等都不可缺少地有着仿生学的影子。

近日，科研界迎来了“仿生机器人版”的变色龙。首尔大学与汉阳大学的研究团队开发出了一个仿变色龙软体机器人，它具备实时、自动融入背景环境的伪装能力。

这个可爱的小家伙实现实时匹配背景颜色的关键在于背部覆盖的“人造变色龙皮肤”，在缓慢爬行过程中变换了三种颜色，由红到绿再到蓝，与它爬过的表面颜色实时、完美契合。在实时匹配背景颜色的过程中，变色龙软体机器人呈现的四种状态分别如下：

该篇论文更是登上了Nature子刊《自然·通讯》，其中首尔大学应用纳米与热科学实验室（ANTS）的HyeonseokKim和JoonhwaChoi为共同一作。

尽管该技术仍然处于概念验证的初级阶段，但标志着可穿戴伪装技术实现了巨大飞跃，并对下一代可穿戴伪装技术具有启示意义。

#如何实现变色？#

一般来说，生物的伪装包括两个步骤：通过视网膜收集视觉信息、通过运动神经元改变皮肤图案。因而，人工伪装系统的自主运行也应包括两个步骤：检索背景颜色、匹配表面颜色。为了达到这一目标，研究人员设计了一个自主集成传感器ATACS(S-ATACS)。

研究者采取了一种开发人造变色龙的全新策略，他们选择将热致变色液晶层与纵向堆叠、有图案的多层银纳米线网络加热器集成在一起，制成了人造变色龙皮肤（英文缩写为ATACS），从而通过加热器诱发的温度分布（temperatureprofiles）叠加克服传统横向像素化的局限。

下图分别为热致变色液晶层、纵向堆叠有图案多层银纳米线加热器和多层人造变色龙皮肤的结构示意图，以及关闭和启动加热器时变色龙软体机器人的状态。

与此同时，他们将银纳米线网络的变温电阻用作主动控制系统的过程变量（processvariable），解决了热变色伪装方案的弱点。

最后，研究者将人造变色龙皮肤应用于软体机器人上，并结合颜色传感器和反馈控制系统，从而使得这种设备级的自适应人造伪装技术能够检测到背景环境的颜色，并令变色龙软体机器人上实现实时背景颜色匹配。

#仿生技术的未来应用#

根据研究人员介绍，一是用于隐蔽智能机器人（侦察机器人），二是“主动”伪装*服。通过融入背景的「隐形斗篷」便可以实现主动伪装，实现类似于“哈利波特隐身斗篷”的神奇效果。

仿生学领域的研究成果往往能够催生出庞大的产业，将仿生成果合理运用，还能够切实改善人类的生活，仿生变色龙的“隐身斗篷”距离我们或许还有些遥远，但是，星际小象基于大象灵活的长鼻所仿生研究并设计出的软体臂却已经走入了寻常百姓家。

在对市面上民用机器人的调研结果来看，基本上都是一个底盘配备机舱，无法完成主动抓取等交互，需要人工参与到过程当中。而在星际小象仿生象鼻软体臂的发明和配备，有效地拓展了机器人的交互想象空间，可持续突破实现机器去人化模式；通过移动底盘+识别感应装置+仿生柔性自适应臂体的模块化集成，逐步形成“脚、眼、手”的场景解决闭环，真正做到“机器人无人化”。

这根全柔性无骨骼仿生象鼻最先被运用到收取垃圾的场景，全程无人参与、自动识别、自主抓取，看似简单的轻轻抓取动作，将现阶段市面上的机器人提升了一个代级，标志着机器人由只能被动接受转变为可以主动获取的跃升。

垃圾收取小能手

当然，它拥有着无限的想象空间，生活当中遇到的所有需要从终端到人的事情，都可以交由配备了星际小象软体臂的机器人来完成，完美解决最后50米配送的难题。

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