Riešenie vedcov môže nájsť uplatnenie nielen ako vojenské maskovanie, ale aj v móde.
Ilustračná fotografia. Vedci vyvinuli umelého chameleóna, ktorý dokáže prispôsobiť svoju farbu okolia v reálnom čase. Zdroj: iStockphoto.com
V ríši zvierat sa dajú nájsť mnohé príklady tvorov, ktoré majú kamufláž, aby unikli predátorom. Kým niektoré sú pokryté statickými vzormi, pre ktoré je ťažké ich spozorovať, iné dokážu zmeniť sfarbenie svojho tela. Chameleón je zrejme najznámejším príkladom živočícha, ktorý má uvedenú schopnosť.
Výskumníci zo Soulskej štátnej univerzity boli takí fascinovaní týmto živočíchom, že vyvinuli robotický náprotivok, ktorý napodobňuje nielen pohyb, ale aj zmenu zafarbenia skutočného chameleóna podľa okolia. Umelá koža okamžite prispôsobuje svoj farebný odtieň pozadiu, po ktorom robot kráča.
Podľa vedcov by ich riešenie našlo uplatnenie vo vojenstve v novej generácii maskovania, ale aj v módnom priemysle. Zistenia opísali v štúdii, ktorú zverejnili v časopise Nature Communications.
Zmena farby teplotou
Živé chameleóny menia svoju farbu tak, že prostredníctvom svalov upravujú rozmiestnenie drobných guaninových kryštálov vo vrchnej vrstve pokožky. To spôsobí, že sa zmení vlnová dĺžka odrazeného svetla, a tým pádom aj farba živočícha. Živočích tak splynie s pozadím, čo mu pomáha vyhnúť sa vtákom či hadom, no spomenutá funkcia má aj ďalšie úlohy, napríklad termoreguláciu.
Zopakovať tento prístup k maskovaniu pomocou technológie je však nesmierne ťažké. Juhokórejskí vedci na to šli teda inak. Vytvorili tenký povlak z tekutých kryštálov, ktoré umožňujú zmeniť farbu prostredníctvom ich rozloženia a orientácie, pričom všetko prebieha na základe teploty. Pod nimi sa nachádzajú vrstvy nanodrôtových ohrievačov. Ich výhodou je, že sa dokážu rozhorúčiť veľmi rýchlo. Ak zohrejete vybrané vrstvy, vytvoríte rôzne farebné schémy.
„Táto chameleónska pokožka, tento povrch je v podstate obrazovka. Dá sa využiť na jemný či ohybný displej,“ hovorí pre web MIT Technology Review inžinier a jeden z autorov štúdie Seung Hwan Ko.
Ako ohrievače vedia, kedy sa majú spustiť? Na to slúžia senzory na farbu, ktoré vedci umiestnili na brucho robota. Neustále vnímajú farby okolia a posielajú informácie ovládacej jednotke, ktorá následne spustí vybrané vrstvy, aby sa čo najlepšie prispôsobili pozadiu. Umelý chameleón dokáže v reálnom čase a veľmi rýchlo zmeniť farbu.
Výskumníci navyše začlenili do povlaku s kryštálmi prednastavené vzory, čo tiež napomáha tomu, aby robot lepšie splynul s okolím. Ukážku schopností chameleóna ukázali vo videu, v ktorom kráča po tabuľke s tromi rôznymi farebnými sekciami a vzormi. Keď prechádzal po hranici medzi dvomi časťami, neprispôsobil sa pritom iba jednej farbe, ale postupne obom. Inými slovami, ak mal prednú polovicu trupu nad zelenou časťou, zelený bol aj trup. Ak druhá polovica bola nad červenou, táto časť tela mala príslušnú farbu.
Rozmanité využitie
Umelý chameleón má však niekoľko obmedzení. Je oveľa jednoduchšie povlak s kryštálmi zohriať než ochladiť. Prechod medzi „teplejšími” farbami, teda takými, ktoré vyžadujú, aby sa ohrievače zohriali na vyššiu teplotu, a „chladnejšími” tak nemusí byť veľmi rýchly ako naopak. Taktiež fungovanie riešenia nemusí byť optimálne vo veľmi chladnom prostredí.
Na toto však autori štúdie myslia a uvažujú, ako pridať robotovi chladiaci systém, ktorý by rozšíril jeho schopnosti. Čo sa využitia technológie týka, nemusí byť obmedzené len na vojenstvo. Výskumníci si myslia, že by sa uplatnila aj v módnom či odevnom priemysle, napríklad počas lovu či aktivít v prírode.
Zdroje: DOI: 10.1038/s41467-021-24916-w, DOI: 10.1038/10.1038/ncomms7368, MIT Technology Review, Smithsonian Magazine
