Cephalopoda - invertebrata laut, seperti gurita, cumi-cumi dan cumi-cumi - unik karena beberapa alasan, salah satunya adalah kemampuan mereka untuk mengubah warna dan bentuk tubuh mereka dalam hitungan detik.
Sekelompok ilmuwan yang dipimpin oleh Robert Shepard, seorang associate professor di Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, telah belajar untuk menggunakan kemampuan cephalopoda untuk mengubah permukaan datar menjadi tiga dimensi. Tindakan semacam itu dapat dilakukan kapan saja.
Shepard mengagumi gurita dan kemampuan mereka sedemikian rupa sehingga mereka telah memasang akuarium khusus yang mampu menampung makhluk di atas. Menurut Robert sendiri, ia melakukan ini untuk lebih lanjut melakukan berbagai penelitian dan mengamati kemampuan hewan untuk mengubah warna dan bentuk tubuhnya. Langkah ini penting karena hasil karya ilmiah akan digunakan di bidang robotika.
"Ada banyak cara rumit yang akan membantu mengubah tampilan teknologi robot, tetapi tugas kita adalah membuat proses ini lebih mudah," kata peneliti.
Tujuannya adalah ini: untuk mengelola mengembang tubuh, seperti balon dalam bentuk apa pun yang diinginkan.
"Jika Anda ingin mengambil bola bundar dan mengubah penampilannya menjadi bujur sangkar, itu akan sangat sulit dilakukan. Masalahnya terletak pada bahan dan teknik yang benar. Bagaimana Anda bisa mengubah penampilan bahan sesuai selera Anda?", Kata salah satu asisten Shepard.
Shepard dan timnya mampu menciptakan sesuatu yang serupa melalui bio-development dan menerapkan pengetahuan dengan benar di bidang matematika. Mereka menamai pengembangan mereka CCOARSE - Circumferentially Constrained dan Radially Stretched Elastomer, yang segera mereka patenkan. Shepard sendiri berpendapat bahwa konsepnya cukup sederhana.
Cephalopoda dapat mengubah penampilan dan bentuknya untuk menyatu dengan lingkungan. Mereka melakukan ini berkat tonjolan yang muncul akibat kontraksi otot. Karya peneliti adalah untuk mensimulasikan tindakan seperti itu dengan menggabungkan dua bahan - silikon elastomer dan serat mesh, yang sebelumnya dipasang di dalamnya.
Anda dapat membuat perangkat semacam itu dengan bantuan silikon, yang dituangkan ke dalam model tiga dimensi dari berbagai bentuk dan ketebalan. Mesh yang disebutkan sebelumnya ditempatkan pada silikon. Berikut ini adalah pembuatan formulir menggunakan algoritma khusus yang dapat langsung mengenali templat akhir.
Jala silikon harus segera didinginkan, diletakkan pada suhu kamar, dan kemudian tuangkan lagi silikon yang sama di atasnya. Kombinasi dari dua bahan ini - silikon, yang dapat diregangkan, serta jaring yang tidak dapat diekstensi, memungkinkan Anda untuk mengembang material dalam bentuk apa pun yang diinginkan.
"Untuk membuat formulir tertentu, Anda perlu menghitung sudut kemiringan di setiap titik, serta gaya tarik dengan menambah atau menghapus kisi," kata Ethan Cohen, asisten dan guru Shepard di College of Arts.
Tim menemukan bahwa perhitungan CCOARSE cukup akurat, dan peningkatan tubuh mencapai 10 persen dari perhitungan algoritma.
Pengembangan itu sendiri didanai oleh Kantor Penelitian Angkatan Darat (biro penelitian militer) untuk menciptakan sistem penyamaran yang sama sekali baru untuk militer AS. Ada kemungkinan bahwa setelah beberapa waktu kita akan melihat sistem kamuflase yang sama sekali baru, yang akan diproduksi untuk pasukan khusus elit Amerika Serikat. Berkat dia, berbagai tugas mereka dapat berkembang secara signifikan, karena memperhatikan pejuang yang telah bergabung dengan lingkungan sedemikian rupa sangat, sangat sulit. Menurut Shepard sendiri, selain tujuan ini, ada beberapa yang lain.
"Anda bayangkan kemungkinan mengangkut bahan ini dalam bentuk lembaran, dan kemampuan untuk mengembangnya nanti untuk mendapatkan bentuk yang diperlukan. Kami memiliki ide untuk mengambil selembar karet dan mengangkutnya lengkap dengan busa poliuretan, yang mengeras saat diterapkan. Jadi orang dapat mengembang karet ke ukuran yang tepat, dan kemudian biarkan mengeras, sehingga menjadi seperti furnitur biasa, "- kata Robert.
Penelitian di masa depan akan fokus pada upaya mengubah warna serta tekstur, serta menciptakan pola yang lebih jelas dengan laser.
