Наука "Умная" одежда, которая сможет менять цвет, поможет людям маскироваться, как это делают кальмары и каракатицы, говорят ученые. Команда исследователей из Университета Бристола разработала искусственные мышцы, которые могут имитировать способность кальмаров менять окрас.
Технология попадает в категорию мягкой робототехники, то есть смешивает органическую химию, науку о мягких материалах и роботостроение.
Мягкие роботы
Команда исследователей из Университета Бристола решила скомбинировать биомиметику – технологию, которая имитирует природу - и роботов. "Мы изучаем и имитируем характеристики биологических организмов для создания мягких роботов и мягких приборов, - говорит доктор Джонатан Росситер (Jonathan Rossiter). – Современные роботы являются жесткими и негнущимися, поэтому мы решили сфокусироваться на создании мягких структур, которые отлично получаются у природы. В том числе мы занялись искусственными мышцами".
Для того чтобы вырастить искусственные мышцы, ученые детально изучили то, как определенные животные способны менять цвета. Они делают это по нескольким причинам: в случае опасности или в зависимости от настроения, уровня стресса, изменений температуры окружающей среды, для общения или привлечения партнеров.
Головоногие моллюски – кальмары, каракатицы и осьминоги – меняют цвет, используя крошечные мышцы под кожей для того, чтобы вытянуть небольшие капсулы черного цвета. Эти капсулы расположены в клетках кожи животных, и, когда клетка готова поменять цвет, мозг посылает сигнал мышцам, и они сокращаются.
Это позволяет капсулам расширяться и создает оптический эффект, при котором кажется, что животное поменяло окраску.
Ученые также отметили, что рыбки Данио-рерио имеют различные способности маскироваться – они могут накачивать черную пигментную жидкость к поверхности кожи.
"Умные" материалы
Для имитации природных механизмов команда исследователей использовала "умные" электроактивные полимерные материалы, которые подключены к электрической цепи. Когда подается напряжение, материалы сокращаются, а при замыкании цепи они возвращают первоначальную форму. Таким образом, эти искусственные мышцы могут воспроизводить естественные мышечные движения и имеют заметные визуальные эффекты, сказали исследователи.
Технология позволила ученым создать "активную" защитную одежду и маскировку, которая меняет цвет, а также "умную вторую кожу", которая помогает охлаждаться при сильном нагреве или согреваться, если вам холодно.
Люди искали подсказки в природе для того, чтобы найти решения для своих задач в течение многих лет. Копирование и подражание природе породило науку под названием биомиметика. В 2005 году был основан первый Институт биомиметики, единственной целью которого было помочь человеку развивать дизайн, навеянный природой.
