来自韩国首尔大学和汉阳大学的研究团队研发了一种以变色龙为灵感的软体机器人 , 它能根据背景实时变色 。 作者称此研究可用于军事、建筑、时尚等领域 。
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a,多层ATACS的数字图像及其带有加热器层的底部图像
b,多层ATACS的配置
c,银纳米线网络加热器通过加热机制产生热量
d,银EDS图像横截面的SEM图像
e,CIE 1931 ATACS色度图
f,ATACS的着色性能取决于各种直流电压
作者的演示表明 , 该变色龙机器人能探测局部背景颜色 , 并根据周围环境进行实时变色 。 当表面温度处于环境温度时 , 变色龙表现为黑色 , 但激活加热器达到工作温度范围时 , 可以观察到鲜艳的颜色 。
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g,具有 7 个高度灵活的多层ATACS 贴片的变色龙模型
h,在变色龙模型上演示图案花纹
谈及这项研究的主要困难 , 高承焕表示 , “第一 , 加快变色反应的时间(与真实动物的反应时间相当) 。 我们的第一个变色龙机器人的响应时间相对较慢(约5s) , 通过应用银纳米线加热器 , 我们可以将响应时间缩短到亚秒(0.4s) , 这与真实动物的反应时间尺度相似 。 ”
“第二 , 可靠、稳定的颜色控制(即使环境温度发生变化 , 也能保持目标颜色) 。 早期的变色龙模型显示 , 随着环境温度改变 , 变色龙的颜色会发生不必要的变化 。 借助于反馈控制系统 , 目前 , 在各种外部温度扰动下 , 温度也能很好地保持在目标温度 , 而且显示的颜色具有更好的稳定性 。 第三 , 颜色变化和变色龙运动的同时整合是另一个大问题 。 ”
今后仍需开展进一步研究 , 实现对高分辨率表面纹理的快速识别和表达 , 作者认为这或许会通过信号处理和数据驱动科学领域的技术进步得以实现 。
关于研究的下一步工作 , 高承焕表示 , 首先 , 他们目前正计划进行探索无约束、完全自主的变色龙机器人 。 “你可能注意到现在机器人仍然有电源线 。 我们想要去除电线 , 制造一个完全自主工作的变色龙机器人 。 ”
隐匿伪装模式的有效性:真实变色龙(左)和覆盖有 7 个多层 ATACS 的变色龙模型(右)的视觉比较
“第二 , 我们计划对基于人工智能的传感系统进行后续研究 , 该系统不仅可以检测颜色 , 还可以检测周围背景的不同花纹图案 。 通过这一点 , 我们可以开发出更先进的人工伪装系统 。 最后 ,实现像真正的变色龙一样的平滑运动和颜色变化 。 ”
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