Как устроен робот, меняющий цвет будто хамелеон?

По данным за август 2020 года, в мире насчитывается 213 видов хамелеонов. Все они являются мастерами камуфляжа, то есть в опасных ситуациях меняют цвет своего тела и сливаются с окружающей средой. Помимо защитных функций, смена цвета кожи является средством общения — при помощи разных оттенков тела они выражают свое настроение, готовность к спариванию и так далее. Инженеры со всего мира уже давно хотят воспроизвести способность хамелеонов менять цвет тела в лабораторных условиях и создать робота, который умеет так же маскироваться. Но сделать это очень сложно и требует большого количества электроники. Однако, недавно южнокорейские инженеры смогли создать отличного робота-хамелеона, который функционирует при помощи относительно простой системы. Без минусов не обошлось, но проект получился очень интересным и многообещающим.

Чаще всего хамелеоны меняют цвет своего тела для общения с сородичами. Для защиты камуфляж тоже используется, но реже, потому что обычно они просто остаются неподвижными. В изменении цвета кожи им помогают специальные клетки хроматофоры. Они находятся на одном из нижних слоев кожи и содержат в себе вещества черного, красного, желтого и темно-коричневого цвета. Когда животное испытывает стресс, ощущает жару и реагирует на другие изменения в окружающей среде, эти клетки начинают сжиматься или растягиваться. Именно благодаря этому свойству тропические ящерицы и могут быстро менять цвет. При этом оттенок их тела не всегда однородный — иногда на коже возникают интересные узоры.

О создании одного их самых лучших и простых роботов-хамелеонов было рассказано в научном журнале Nature Communications. Авторами необычного проекта являются южнокорейский инженер Сын Хван-Го (Seung Hwan Ko) и его коллеги из Сеульского национального университета. По их словам, разработанный робот способен в режиме реального времени менять окраску в зависимости от того, на поверхности какого цвета он находится. На данный момент это прототип, но в будущем технология может найти применения в разных областях, прежде всего в военной сфере. Посмотреть на робота в действии можно на видеоролике ниже.

Демонстрация робота-хамелеона

До сих пор инженеры пытались создать роботов-хамелеонов по очень сложному принципу. Если говорить по-простому, они устанавливали на нижней части тела робота камеры для распознавания цвета поверхности. А на верхней части тела ставились дисплеи для отображения соответствующего цвета. Все это требовало большого количества денег и отнимала много времени, но инженеры из Южной Кореи придумали более экономичный вариант.

Вместо камер они решили использовать обыкновенные цветовые датчики. Они распознают цвет поверхности и передают информацию в тонкие серебряные электроды. В свою очередь, они отправляют данные о цвете в «панцирь», состоящий из нескольких слов с чувствительными к температуре жидкими кристаллами. Нагреваясь, электроды заставляют панцирь менять свой цвет в зависимости от того, на какой поверхности стоит робот. Ученые распределили красители таким образом, чтобы панцирь мог имитировать даже относительно рисунки.

Казалось бы, все замечательно: робот умеет двигаться и менять цвет, как настоящий хамелеон. Только вот работает он только при комнатной температуре. Так как в панцире имеются чувствительные к теплу и холоду кристаллы, в жарком или холодном помещении робот точно не будет работать так, как положено. Возможно, в будущем авторы научной работы смогут устранить эту проблему при помощи искусственного интеллекта, но когда это произойдет — не ясно. Остается надеяться, что инженеры не забросят свой проект и будут его совершенствовать.

Но зачем вообще нужны роботы хамелеоны? Сами по себе они бесполезны, но сама технология изменения цвета под окружающую среду может быть полезна в военной отрасли. Если развить эту технологию, в будущем могут появиться танки, самолеты и прочая военная техника, незаметная для врагов. Возможно, мы также увидим настоящие «плащи-невидимки» как в фильмах про Гарри Поттера.

Источник: https://hi-news.ru/technology/kak-ustroen-robot-menyayushhij-cvet-budto-xameleon.html