章鱼机器人：硅胶皮肤能够实现“3D伪装”

图中是澳大利亚大乌贼Sepia apama，利用其身体突起起到伪装作用。

北京时间10月19日消息，章鱼通过改变皮肤颜色和纹理，能够一瞬间变成凹凸不均的海草或者珊瑚，从而在环境中接近于隐身状态。在不久的将来，利用章鱼这种伪装特性设计的机器人也将擅长奇妙的隐身术。

研究人员在近期出版的《科学》杂志上指出，一种类似头足类动物皮肤的合成材料可以从平坦的二维表面，转变成为具有凹凸结构的三维表面。这项技术未来可用于制造软体机器人，通常它覆盖着具有弹性的硅胶“皮肤”。

意大利圣安娜高级研究学院仿生机器人教授塞西莉亚·拉什奇（Cecilia Laschi）说：“伪装机器人可以隐藏起来，避免遭受动物的攻击，较好地接近动物研究它们的自然栖息环境。当然，伪装也可以支持军事应用，减少机器人的能见距离，更有效地接近危险区域。”

研究人员通过建立一个平坦表面转变为3D表面，模拟一个多肉植物，对这项硅胶伪装技术进行了测试。

凹凸不平的皮肤

这支研究小组是由美国宾夕法尼亚大学的詹姆斯·皮库尔（James Pikul）和康奈尔大学的罗伯特·谢泼德（Robert Shepherd）负责的，他们受到章鱼和乌贼的凹凸皮肤突起的灵感，设计一款软体机器人。据悉，章鱼和乌贼仅用0.2秒的时间便能膨胀肌肉组织，同时改变体色，完美地模拟周围环境特征。

软体机器人的皮肤突起是硅胶皮肤之下的一种气袋，也可以称为“气球”。通常情况下，这些气袋会在不同时间、不同位置膨胀，从而使机器人产生移动。在这项最新研究中，软体机器人膨胀效果能够更进一步。

基于头足类动物的行为特征，以及我们无法实现的技术，如何使用最新技术填补这一空缺，让机器人具有类似章鱼的伪装特性？这是谢泼德提出的核心问题。

他强调指出，在这种情况下，对气袋充气是一个非常可行的解决方案。通过将微小的纤维网状球体嵌入硅胶之中，科学家能够控制和改变膨胀表面的纹理，就像章鱼能够变化其皮肤一样。

当皮库尔还是博士后生时，曾提出通过纤维网环模式改变气袋纹理结构的观点，他被膨胀硅胶所吸引，主要是由于硅胶膨胀和收缩的速度非常快。之后在此构思基础之上，仅需要一个数学模型便能解决其运行问题。

研究人员制造一个硅胶网眼合成结构，之后对其进行充气膨胀，能够模拟章鱼皮肤突起，膨胀其皮肤进行伪装。