章魚啟發軟體機器人——擁有彩色偽裝能力 [影片]

章魚可以從非常小的空間中溜走,這常常讓水族館的主人和動物園管理員感到懊惱。這些動物的肌肉發達、無骨的身體只有一個硬的部分——一個小喙。

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章魚可以從非常小的空間中溜走,這常常讓水族館的主人和動物園管理員感到懊惱。這些動物的肌肉發達、無骨的身體只有一個硬的部分——一個小喙。因此,它們靈活的身體可以鑽進縫隙、沿著細管移動,甚至穿過漁民精細編織的漁網上的小孔。

相比之下,當今的大多數技術都令人尷尬地僵硬。最高科技的機器人擁有精細鉸接的關節和令人印象深刻的協調運動

然而,世界各地的一些工程團隊正在從章魚身上汲取靈感,以製造出更好的機器人。去年夏天,我參觀了義大利利沃諾聖安娜高等學院的生物機器人學家塞西莉亞·拉斯基的實驗室。她一直在領導章魚專案,該專案是科學家之間的合作,由歐盟和其他團體資助,旨在製造一種軟體機器人章魚。該團隊已經演示了優雅彎曲的矽膠機器人章魚手臂(令我略感恐懼的是,我感覺到它涼爽地纏繞在我的手指上)。當我參觀海邊實驗室時,他們已經把注意力轉向製造一個全身、八臂的機器人,它可以爬行、噴射,甚至使用矽膠吸盤作為感測器(所有這些都還在進行中)。


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現在,哈佛大學的一項研究成果創造了一種章魚啟發的軟體機器人,它也可以偽裝。該團隊砍掉了章魚一半的肢體,從而製造出一種軟體、四足機器人,他們在2011年發表在《美國國家科學院院刊》上。這個矽膠野獸透過壓縮空氣移動。為了增加偽裝能力,研究人員現在在矽膠片之間的層中集成了超小的微通道。透過這些通道,機器人可以顯示彩色、熒光或溫度可控的液體,從而可以在紅外光譜中檢測到它。因此,研究人員表示,這種靈活的機器人可以更容易地被搜救隊和災難倖存者發現,他們在8月16日在《科學》雜誌上線上描述了這種顏色變化的進展

“當我們開始研究軟機器人時,我們受到了軟體生物的啟發,包括章魚和魷魚,”哈佛大學博士後研究員、新論文的合著者斯蒂芬·莫林說。“這些動物最吸引人的特徵之一是它們控制自己外表的能力,這啟發我們進一步探索並探索動態著色,”莫林說。

新機器人需要大約 30 秒才能改變色調,而章魚只需要十分之一秒左右。但是我們遲鈍的人類必須從某個地方開始。

“即使使用簡單的系統——在這種情況下,我們有簡單、開放式的微通道——您也可以在偽裝物體或顯示物體所在位置的能力方面取得很大成就,”莫林說。

我為我即將出版的章魚書採訪的其他小組正在研究透過更小的技術來模仿章魚的背景模仿能力的新方法。休斯頓萊斯大學的一個小組專注於開發可以感知顏色和光線並同時改變以匹配環境的奈米材料

這種新的章魚啟發機器人非常酷,但我仍然期待著一種八臂、全外套的機器,它可以像真正的章魚一樣爬行和噴射哦,當然,還有瞬間奈米材料的顏色變化。屏住呼吸

閱讀更多關於這個機器人功能的資訊並在這裡觀看影片

插圖由伊萬·菲利普森提供

Katherine Harmon Courage is an independent science journalist and contributing editor for 大眾科學. She is author of Octopus! The Most Mysterious Creature in the Sea (Current, 2013) and Cultured: How Ancient Foods Feed Our Microbiome (Avery, 2019).

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