Die vom Chamäleon inspirierte Roboterhaut ändert sofort die Farbe

Camouflage-Demonstration des Chamäleon-Roboters. Bildnachweis: Seung Hwan Ko et al. Ameisen

Chamäleons sind seit langem ein Symbol der Anpassung, da sie ihre Iridophoren – eine spezielle Zellschicht unter der Haut – so anpassen können, dass sie sich an ihre Umgebung anpassen.

In einer neuen Studie, die heute in veröffentlicht wurde Natur Kommunikation haben Forscher aus Südkorea ein Roboter-Chamäleon geschaffen, das sein biologisches Gegenstück imitieren kann, und damit den Weg für eine neue künstliche Tarnungstechnologie geebnet.

Mithilfe von Farbsensoren, winzigen Heizelementen aus Silber-Nanodrähten und thermochromen Materialien, die ihre Farbe ändern, wenn sie unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt werden, konnte das Team mehrere hochauflösende Hautmuster nachbilden, die es dem Roboter ermöglichten, fast augenblicklich zwischen den Farben zu wechseln.

Frühere Versuche zur künstlichen Tarnung haben sich oft auf mikrofluidische Geräte verlassen, die winzige Kanäle verwenden, um den Flüssigkeitsfluss im Inneren zu steuern, aber dieses Projekt verfolgt einen vollständig elektrischen Ansatz.

Seung Hwan Ko, ein Professor für Wärmetechnik an der Seoul National University und einer der Autoren der Studie, sagt, dass die größte Herausforderung darin bestand, den Farbübergang an die Geschwindigkeit der Natur anzupassen. Die Verwendung der Nanodraht-Heizungen, die sich sehr schnell aufheizen, half, dieses Problem zu lösen: Die künstliche Haut erwärmte sich schnell genug, um ihre Farbe mit einer ähnlichen Geschwindigkeit wie die des echten Tieres zu ändern.

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Die US-Armee baut Roboter, die Befehle befolgen können Damit Roboter nützliche Teamkollegen sein können, müssen sie verstehen können, was ihnen gesagt wird – und es mit minimaler Aufsicht ausführen.

[Der Bau] eines ersten Prototyps war sehr langsam, sagt Hwan Ko. Der erste Schritt bestand darin, zu bestimmen, ob der Roboter einem Wirbeltier – einem Tier mit Rückgrat – oder einem wirbellosen Tier wie einem Tintenfisch oder Tintenfisch nachempfunden sein würde. Da ein wirbelloses Modell mehr Bewegungsfreiheit bieten könnte, plante das Team zunächst, den Tintenfisch nachzuahmen, aber Hwan Ko sagt, dass sich diese Idee als zu ehrgeizig erwiesen habe.

Nachdem es mit verschiedenen Designs und Materialstrukturen herumgespielt hatte, entschied sich das Team schließlich, die einfachere Form des Chamäleons selbst in Angriff zu nehmen. Indem sie die Nanodrähte zu einfachen Mustern aus Punkten, Linien oder Schuppenformen formten, konnten sie den komplexen Effekt erzeugen, der in diesem Video gezeigt wird.

Obwohl frühere Forschungen zur künstlichen Tarnung oft für militärische Zwecke markiert wurde, hofft Hwan Ko, dass ihre Arbeit eine breitere Wirkung haben wird, insbesondere in den Bereichen Transport, Schönheit und Mode. Zukünftige Anwendungen könnten Autos sein, die ihre Farbe anpassen, um aufzufallen, und sogar farbwechselnde Stoffe.

Diese Chamäleonhaut, die Oberfläche, sei im Grunde eine Art Display, sagt er. Es kann für ein weiches oder dehnbares oder flexibles Display verwendet werden.

Da die Technologie jedoch temperaturabhängig ist, funktioniert sie bei extremer Kälte nicht so gut, was es dem künstlichen Chamäleon erschweren kann, das volle Farbspektrum zu realisieren.

Ramses Martínez, ein Assistenzprofessor an der Purdue University, der auch bioinspirierte Robotik studiert, sagt, dass die Umsetzung anderer biologisch inspirierter Systeme in neue Technologien zu mehr Möglichkeiten führen könnte, einschließlich Systemen, die helfen, Überlebende nach einem Erdbeben zu lokalisieren.

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