Sürünen ve Renk Değiştiren Robotik Bir Bukalemun Tasarlandı

Koreli araştırmacılardan oluşan bir ekip pörtlek gözlü, sallantılı bir yürüyüşe sahip ve en önemlisi istek üzerine renk değiştiren cilde sahip bir bukalemun robot yaptılar.

Güney Kore'deki Seul Ulusal Üniversitesi'nde makine mühendisi ve makalenin yazarı olan  Seung Hwan Ko robot bukalemunu “Etrafta dolaşıyor ve aynı zamanda renk değiştiriyor, yani tam çalışan bir bukalemun gibi." şeklinde açıkladı. Yapay elektronik kaplama robotun üzerinde gezindiği arka plan renklerine uyması için tonlarını anında ve otomatik olarak ayarlıyor. Nature Communications dergisinde detaylandırılan bu buluş, ortamına göre renk ve desen değiştiren ilk cihazlardan biridir. Ayrıca bilim insanlarının askeri uygulamalar için yeni nesil aktif kamuflaj giyimi oluşturmasına veya tasarımcıların yakındaki arka planlara bağlı olarak farklı renkleri parlayan moda stilleri oluşturmasına yardımcı olabilir.

Farklı renklere ek olarak, robot dış yüzeyinde önceden programlanmış birkaç desen gösterebilir. Deri, yakındaki bir arka planı tam olarak yansıtmaz, ancak gerçek hayattaki bukalemunlar bile gölgelerini çevrelerini yansıtmak için değil, uyum sağlamak için değiştirir. Bu yeteneği kopyalamak için araştırmacılar cilde aralarından seçim yapabilecekleri çeşitli desenler verirler. flaş bağımsız olarak açılır veya kapanır. Bu önceden desenli noktaların, çizgilerin ve kıvrımların kombinasyonu robotun kaybolma hareketini gerçekleştirmesi için arka planın karmaşıklığını yakalar. Hanyang Üniversitesi'nde makine mühendisi ve makale yazarlarından biri olan Sukjoon Hong, "Arka planı mükemmel bir şekilde eşleştirmek gerekli değil çünkü yeterince karmaşık olduğu sürece, yeterli miktarda kamuflaj elde edebiliriz." dedi.

Robotun birçok renkten oluşan kaplamasını oluşturmak için araştırmacılar moleküllerinin hizalanmasına bağlı olarak herhangi bir rengi alabilen ince bir sıvı kristal mürekkep cilası kullanarak bir "deri" yaptılar. Bu parçacıklar daha büyük sarmal yapılarda bir araya geldiklerinde, belirli bir ışık rengini yansıtabilirler. Yapıların boyutu, görüntülenen rengi belirler. Daha büyük bir yinelenen düzenleme kırmızımsı tonlar verir. Daha sıkı düzenlemeler ise mavi görünür. Sıvı kristaller yönelimlerini ve renklerini sıcaklığa bağlı olarak değiştirir. Bu yüzden araştırmacılar sahte bukalemunun derisinin altına önceden desenli ısıtıcı şeritler yerleştirdiler. Robotun ayaklarının altındaki renk tonlarını ölçmek için robotun göbeğine on adede kadar renk sensörü oturttular. Sensörler, renk bilgilerini robotun kontrol ünitesine iletir ve bu da ısıtıcıları zemindeki renkler ve işaretlerle en iyi şekilde eşleşecek şekilde çalıştırır. Robotun içine yerleştirilmiş bir cihaz, renkleri sabit tutmak için ısıtma sıcaklığını kontrol altında tutar. Ortaya çıkan robot, zeminde hızla ilerlerken yarım saniye içinde çevresini renkle eşleştirebilir. Araştırmacılar, robotun yapraklar ve çiçeklerden oluşan bir fonda etkili bir şekilde saklanabileceğini gösterdi; Aynı anda birkaç ısıtıcı modelini etkinleştirerek kaplan benzeri çizgiler verdi.

Stanford'da çalışmaya dahil olmayan bir malzeme mühendisi olan Chengyi Xu, “Sıcaklığa duyarlı sıvı kristaller yeni değil, ancak araştırmacıların onları bir bukalemun etkisi yaratmak için nasıl kullandıklarının basitliği etkileyici” dedi. Önceki çalışmaların genellikle renk değiştirme teknolojilerini yalnızca insanlar tarafından kontrol edilen küçük cihazlarda gösterdiğini de ekledi. Xu, araştırmacıların şimdiye kadarki en gerçekçi bukalemun robotunu elde etmek için renk algılama ve sıcaklık kontrolleri gibi çeşitli teknolojileri entegre etme konusunda iyi bir iş çıkardıklarını söyledi. Nebraska-Lincoln Üniversitesi'nde kimyager olan Steven Morin, sıvı kristal kaplamanın termal kontrolünün çeşitli sınırlamaları olduğunu söyledi. İlk olarak, cildi ısıtmanın soğumaktan daha kolay olduğunu, bu nedenle mavi gibi sıcak bir renkten kırmızı gibi soğuk bir renge kırmızıdan maviye geçtiği kadar hızlı geçemeyebileceğini söyledi. Morin'in işaret ettiği zayıflıkların farkında olan Ko ve Hong'un ekibinin halihazırda birkaç çözümü var. Örneğin, bir soğutma sistemi eklemenin sıcaklık aralığını genişletebileceğini ve robotun reflekslerini hızlandırabileceğini söylediler. 

Gelecekte, araştırmacılar hayvanlar aleminde buna uygun kıvranan bir ana gövde ile başka bir renk değiştiren simge inşa etmeyi hedefliyorlar: bir ahtapot. Kafadan bacaklılarda kamuflaj elde etmek için yapay bukalemun derisinin tasarımını ödünç alacaklar. 

 

Kaynaklar:

https://www.smithsonianmag.com/science-nature/scientists-design-robotic-chameleon-crawls-and-changes-color-180978402/

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24916-w