Robotický chameleon s termochromní kůží mění barvy v reálném čase

Jihokorejský projekt umožňuje umělému chameleonovi měnit barvu v reálném čase podle toho, kam se vydá. Je pokryta tekutými krystaly, které reagují na teplo. O projektu vyšel 10. srpna 2021 článek v časopise Nature Communications.

Primitivně vypadající zvíře se pohybuje pomalu. Jeho oranžový krunýř splývá s oranžovou podlahovou krytinou. Pak se podlaha zbarví zeleně a zvíře se zbarví zeleně. Poslední čtvereček modrého podkladu a kůže získá stejnou barvu. Zvíře má všechny vlastnosti chameleona, jen to není plaz, ale robot ze Soulské národní univerzity (Jižní Korea).

Robot chameleon je modrý na modré půdě, zelený na zelené.
Stroj vyvinutý týmem z Laboratoře aplikovaných tepelných věd Fakulty strojního inženýrství je skutečně strohou replikou chameleona, jehož syntetická kůže má schopnost přebírat barvu prostředí, s nímž je robot v kontaktu. Především, a to je úspěch, se tento jev odehrává v reálném čase. Jak je vidět na videu níže, při pohybu robota z jednoho povrchu na druhý se jeho tělo na okamžik rozdělí na dvě barvy, přičemž nový odstín na kůži postupuje s tím, jak se robot pohybuje vpřed.

Celé zařízení, které se skládá ze sedmi kloubových prvků od hlavy až po ocas, je pokryto třemi vrstvami materiálu, které tvoří jakousi umělou kůži z ohebných obrazovek, podobně jako je tomu u ohebných tabletů z elektronického papíru.

Pokrytí robota
Vnější vrstva je tvořena termochromními kapalnými krystaly, jejichž barva závisí na teplotě, která na ně působí. Pod ním se používá černý inkoust, který tlumí některé světelné vlny. Díky tomu je také vnější zbarvení chameleona živější a co nejvíce odpovídá prostředí. Pod tímto černým inkoustovým povrchem jsou pasivní stříbrné nanodrátky generující teplo zasazeny do bezbarvého polymerního filmu, který je schopen zůstat stabilní za tepla (polyimid). Robot je v podstatě elektricky propojen. Když je vypnutý a kovové nanodrátky nepřijímají elektrickou energii, má kůže barvu povrchu černého inkoustu.

Tato kůže má zabudované snímače barev. „Jsou umístěny pod tělem chameleona, aby v reálném čase zachytily místní informace o barvě pozadí,“ vysvětluje pro časopis Sciences et Avenir Sukjoon Hong, jeden z autorů článku. Dotyčnou informací je intenzita světla v červeno-zeleno-modrém spektru. Takto detekovaná intenzita světla se přenáší na nanodrátky, které se aktivují a vytvářejí teplo, které působí na kapalné krystaly. V závislosti na teplotě se kapalné krystaly zbarví do určité barvy. Systém v současné podobě dokáže zpracovat široký rozsah viditelného spektra,“ pokračuje Sukjoon Hong,“ale to vyžaduje přesné a precizní řízení teploty. Robot se neomezuje jen na jednobarevné provedení, jak je vidět na videu, ale dokáže předvést složitější maskování: když je umístěn uprostřed zelené trávy a červených květů, je sotva viditelný a jeho kůže je poseta červenými a zelenými vzory, které odpovídají prostředí.

Stroj má však stále určitá omezení. Změny barev mohou fungovat pouze v úzkém teplotním rozmezí 25,5 °C až 36 °C. Při poklesu teploty je zařízení méně účinné a změny méně rychlé.

Zdroj: Nature Communications, Sciences