软体机器人正在显示自己的前景,它坚固而有弹性的身体机构可以抵御各种袭击而幸存。科学家一直希望它能更上一层楼,比如融合到环境中去,尽量不被人和动物发现。谁都不知道它们在哪里,当然危险性就大大降低了。
美国哈佛大学的研究人员斯蒂芬·莫林和同事们设计了一种全新的变色龙机器人,可以做到这些。这是一种橡胶制成的四肢机器人,它们的皮肤很特殊,编织进了2种不同类型的微通道。该机器人是气动供能的,将空气压入其中一种专司运动的微通道,就能使机器人移动或爬行。如图的多彩软体四足机器人每小时可缓行40米。另一类微通道则充满了荧光染料。靠微通道的组合和染料的颜色给机器人有趣的伪装,甚至实现显示信息的功能。
变色龙机器人的颜色、对比度、色彩模式、亮度,甚至温度和形状都是可以预先设定的,取决于你想让它做什么、到哪里去执行任务。它们能融入环境中,显示信息、照明,甚至发出红外线(还没有什么动物能全部做到这些)。
这种机器人的灵感来自有瞬间融入任何环境特殊本领的海洋动物,如章鱼和墨鱼。它们和其他一些动物借助特殊的内部细胞(如色素细胞)或皮肤结构,实现体色多变的特质。
斯蒂芬·莫林和同事们撇弃了以分立布点、组成网络的方法,而是采用了微流体方案,他们在软体机器人身上蚀刻出微通道,灌装荧光染料。因为实现设定的功能并不需要很多微通道,就保证了变色龙机器人体格轻盈。
研究人员披露,由于有些染料可以受控于温度,其他一些则能用光来控制,因此当输进微通道的颜料改变颜色时,不需要外界再提供能量。他们试着让一个变色龙机器人整个表面披满绚丽的红蓝色彩(如图);还试验了让机器人与测试环境的颜色相匹配,让其相对隐匿在环境中。
该研究结果发表在“科学”杂志上。作者表示,“在那些需要使用软体机器人的应用项目中,动态伪装将是十分有用的,它帮助机器人完成工作而不暴露自己。它们也许是软体维修机器人,可能是监控系统,甚至是与动物互动的机器人。”