羅格斯大學（Rutgers University）的研究人員創(chuàng)造了光敏的3D打印人造“肌肉”，能夠按需改變其外觀和形狀。該機器人設備基于一種新穎的水凝膠，其靈感來自于魷魚，烏賊和章魚中的適應性細胞。一旦受到光刺激，彈性材料便能夠收縮并改變顏色，從而有可能在未來的消費電子產(chǎn)品或軍事偽裝中得到應用。

研究報告的主要作者Howon Lee說：“電子顯示器無處不在，盡管取得了顯著進步，但它們基于剛性材料，限制了它們可以采用的形狀。我們的研究支持一種采用偽裝的新工程方法，可以將其添加到柔軟的材料中并創(chuàng)建靈活的彩色顯示。”

羅格斯研究小組的新型水凝膠基于在幾種頭足類動物中發(fā)現(xiàn)的變色細胞。通過NOAA Okeanos Explorer程序拍攝。

來自海底生物的靈感

盡管以前曾嘗試過頭足類動物的色彩調(diào)制，但是復制品的感測和激活功能通常是分開進行的。結(jié)果，這些基于魷魚的設備具有龐大，復雜的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)會發(fā)出觸發(fā)變色機制所需的磁信號。Rutgers團隊使用其光響應人工發(fā)色團（或LAC），試圖通過創(chuàng)建完全集成的自適應設備來克服這一問題。為了達到這個目的，工程師需要設計一種新穎的反應性水凝膠，一旦將其光固化，便會產(chǎn)生能夠按需驅(qū)動的材料。

工程師的設備（如圖）具有章魚囊的復制品，其中包含黑白染料，章魚囊在暴露于光源后便打開。

圖片來自“應用材料和界面”期刊。

工程師的偽裝

在研究過程中，研究小組開發(fā)了一種“智能凝膠”，該聚合物由負載有納米粒子的聚合物組成，能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)化為熱能，并迫使其發(fā)生驅(qū)動。使用新材料，該團隊能夠為LAC印刷光響應性肌肉，其中還具有“囊”和堅固的外部框架。

組裝完成后，該設備就具有感知和啟動四種不同投影模式的能力，可以在兩分鐘內(nèi)打開其復制囊。LAC所顯示的響應水平也證明了它能夠進行復雜的反應，并且可以將其調(diào)制為“開”和“關”之間的設置。

3D打印的基于生物的創(chuàng)作

盡管Rutgers團隊的方法是獨特的，但他們遠非第一批研究人員，而是基于自然界中發(fā)現(xiàn)的機制的3D打印軟機器人設備?？的螤柎髮W的科學家也受到了頭足類動物的啟發(fā)，并用3D打印出了具有栩栩如生的肌肉排列的復制章魚觸手。使用彈性體作為基礎可以使團隊以更大的設計自由度來制造物體，并獲得比以前更復雜的形狀。

同時，佐治亞理工學院的研究人員將他們的機器人基于溫血哺乳動物，并3D打印了節(jié)能的“ SlothBot”。該設備目前正在亞特蘭大植物園上空使用，用于監(jiān)視動物。 ，植物和下面的環(huán)境。