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可以隐形的机器人,变色龙软体机器人

2021-08-23

 

        相信隐身技术是很多人朝思暮想都想得到的技术,但是无论是“隐身衣”还是现在的“隐身”战机都很难达到能完全隐藏在自然环境中;然而在自然界中爬行类的变色龙和部分蜥蜴可以通过变色这种生理变化,达到随环境的变化,随时改变自己身体的颜色;不过,“人造伪装”装置想要模仿这一天然能力,一个前提条件是能表达大量颜色,并能按需控制和改变这些颜色,但这一直很难实现,因为这对系统的要求非常复杂,而且装置模拟生存环境需要很高的空间频率。

 

 

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        那么“隐身衣”就只能存在于科幻电影中了吗?当然不是,随着科技的进步和工业设计水平的不断提高;最近怡美工业设计发现已经有工业设计师们设计研发出一种人造变色龙的新策略,他们将热致变色液晶层与纵向堆叠、有图案的银纳米线网络进行集成,再结合颜色传感器和反馈控制系统,制造出了“人造变色龙皮肤”并应用于一个软体机器人上;这款变色龙软体机器人演示表明,该变色龙软体机器人可以探测局部背景颜色,并根据周围环境进行实时变色;这将会是对下一代可穿戴伪装技术具有启示的引导意义。

 

        

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        据怡美工业设计了解,这个变色龙软体机器人,它的长38厘米,宽15厘米,重0.9公斤,它的背部覆盖了“人造变色龙皮肤”,可以根据周围环境实时改变颜色,就像变色龙一样;让变色龙软体机器人可以检测到当地的背景颜色,并根据周围环境实时改变颜色的完全归功于“人造变色龙皮肤”,“人造变色龙皮肤”其实就是将热致变色液晶墨水与纵向堆叠、有图案的银纳米线网络加热器集成,再结合颜色传感器和反馈控制系统设计而成;从而通过加热器诱发的温度分布叠加克服传统横向像素化的局限,最终使得变色龙软体机器人可以自然的随着周围环境颜色的变化而进行相应的颜色变化。

 

 

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        另外,上述提到的热致变色液晶的可调谐着色是公认的人工伪装应用的潜在候选者,其对温度变化较为敏感,这是对外部环境变化的热稳定性不利的特征;不过,一旦能够精准控制温度,热致变色液晶就能灵敏反应,低能耗运行;同时银纳米线网络加热器不仅可以实现准确的温度控制,而且还可以通过不同的途径来表达精细图案;而且工业设计师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,因此解决了热变色伪装方案的弱点,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;并且这款软体机器人与以往的变色机器人技术相比技术成本低廉,而且可以应用于多种真实场合。

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        目前,人工伪装,尤其是软体机器人电子皮肤,已经成为最近技术发展的重要课题,因为人工伪装无需与变色动物的实际解剖结构匹配,因此可采用更加多样的策略;但是在可见光范围(400-700 nm 波长)的实用人工伪装的主导技术尚未完全建立,由于最直接的伪装是展示与背景相似的颜色,因此在单元设备级别进行人工伪装的先决条件是表达大量颜色,并能按需控制和改变这些颜色;这款仿变色龙软体机器人的设计研发在突破快速大量变色的同时,还能结合可控变形与可控运动的材料,从而实现了仿变色龙软体机器人的驱动,也使得人造“隐形衣”的设计研发有重大的突破。

 

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