Цефалопод - морські безхребетні, такі як восьминоги, кальмари і каракатиці - унікальні по ряду причин, одна з яких - це їх здатність за лічені секунди поміняти колір і форму свого тіла.
Група вчених, яку очолив Роберт Шепард, доцент школи механічної та аерокосмічної інженерії в Сіблі, навчилася використовувати здатність цефалопод для перетворення плоских поверхонь в тривимірні. Така дія можна зробити коли завгодно.
Шепард захоплюється восьминогами і їх здібностями до такої міри, що встановив спеціальний акваріум, здатний вміщати вищезазначене істота. Як стверджує сам Роберт, зробив він це для того, щоб в подальшому проводити різні дослідження і спостерігати за можливостями тваринного міняти колір і форму свого тіла. Такий крок є важливим тому, що результати наукової роботи будуть використовуватися в сфері роботехніки.
"Існує багато складних способів, які допоможуть змінити зовнішній вигляд роботизованою техніки, але наше завдання - зробити цей процес легше", - поділився дослідник.
Мета така: зуміти надути тіло, на зразок повітряної кулі в будь-яку форму.
"Якщо ви хочете взяти круглий кульку і перетворити його зовнішній вигляд в квадрат - це буде досить складно зробити. Проблема полягає в матеріалах і правильній техніці. Як можна змінити зовнішній вигляд матеріалу на свій смак?", - ділиться один з помічників Шепарда.
Шепард і його команда зуміли створити щось подібне за допомогою біоразработок і правильно застосованих знань в області математики. Свою розробку вони назвали CCOARSE - Circumferentially Constrained and Radially Stretched Elastomer, яку незабаром запатентували. Сам Шепард стверджує, що концепція досить проста.
Головоногі здатні змінити свій зовнішній вигляд і форму, щоб злитися з навколишнім середовищем. Роблять вони це завдяки виступам, які з'являтимуться за рахунок скорочення м'язів. Робота дослідників полягає в імітуванні таких дій за допомогою об'єднання двох матеріалів - силіконового еластомеру і волокнистої сітки, яка раніше була встановлена в нього.
Створити такий пристрій можна за допомогою силікону, який заливається в тривимірну модель будь-якої форми і товщини. Раніше згадана сітка поміщається на силікон. Далі слід створення будь-якої форми за допомогою спеціального алгоритму, здатного негайно розпізнати остаточний шаблон.
Сітчастий силікон незабаром слід остудити, поставивши в кімнатну температуру, а потім знову залити зверху все тим же силіконом. Таке комбінування двох матеріалів - силікону, який можна розтягнути, а також нерастяжимой сітки, дозволяє надути матеріал в будь-яку форму.
"Для створення певної форми потрібно вирахувати кут нахилу в кожній точці, а також силу натягу за допомогою додавання або видалення сітки", - ділиться досвідом Ітан Коен, помічник Шепарда і викладач Коледжу Мистецтв.
Команд з'ясувала, що розрахунки CCOARSE були досить точними, а надути тіла досягає числа в 10 відсотків від розрахунків алгоритму.
Сама розробка фінансувалася Army Research Office (військове дослідницьке бюро) з метою створення абсолютно нової маскувальної системи для військових США. Цілком можливо, що через деякий час ми побачимо абсолютно нову систему камуфляжу, яка буде випускатися для елітних спецпідрозділів Сполучених Штатів. Завдяки їй спектр їх завдань може значно розширитися, адже помітити бійця, злився з оточенням таким способом дуже і дуже важко. Як стверджує сам Шепард, крім цієї мети, існує ще кілька інших.
"Ви тільки уявіть можливість транспортування даного матеріалу у вигляді листів, і здатності надути його пізніше для отримання необхідної форми. У нас є думка взяти аркуш гуми і транспортувати його в комплекті з поліуретановою піною, яка при нанесенні твердне. Таким чином люди зможуть надути гуму до потрібних розмірів, а потім дати їй затвердіти, щоб вона стала подібною звичайних меблів ", - розповідає Роберт.
Майбутні дослідження будуть сфокусовані на спробах змінити колір також, як і текстуру, а також створювати більш чіткі візерунки за допомогою лазера.
