變得透明的能力是相當(dāng)大的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗梢允箘?dòng)物與周圍環(huán)境融為一體，避免掠食者并掩蓋其活動(dòng)。具有類似功能的機(jī)器人在許多應(yīng)用中可能具有巨大價(jià)值，例如，協(xié)助進(jìn)行監(jiān)視和研究，包括在其自然棲息地觀察動(dòng)物。

新加坡國(guó)立大學(xué)的研究人員最近制造了一種透明的人造肌肉，可以用來(lái)制造能夠自我偽裝的生物啟發(fā)型機(jī)器人。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)是在2019年IEEE機(jī)器人與仿生國(guó)際會(huì)議(ROBIO)上發(fā)表的論文中介紹的，該結(jié)構(gòu)基于介電彈性體致動(dòng)器(DEA)，這是一類電活性聚合物，通常用于制造軟機(jī)器人，人造肌肉和柔性設(shè)備。

盡管它們具有諸如撓性和導(dǎo)電性之類的有利性質(zhì)，但是常規(guī)DEA不能模仿具有偽裝能力的動(dòng)物所獲得的透明外觀。實(shí)際上，這些聚合物大多數(shù)是由粘稠的深色材料制成的，例如碳脂，它們不能變成透明的。另一方面，新加坡國(guó)立大學(xué)的研究人員使用DEA構(gòu)建了人工肌肉，該DEA包含了更透明的材料。

研究人員在論文中寫道：“在這項(xiàng)工作中，通過(guò)利用聚(3,4-乙撐二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT：PSS)和水性聚氨酯(WPU)的混合物作為順應(yīng)性電極來(lái)證明透明的人造肌肉，”研究人員在論文中寫道。

與DEA通常使用的碳脂和其他材料相比，研究人員使用的PEDOT：PSS / WPU共混物是固體，導(dǎo)電且透明的。在一系列初步評(píng)估中，由這些材料混合物制成的人造肌肉在200%的電壓感應(yīng)面積應(yīng)變下，在整個(gè)可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的透射率為88%。

為了證明他們制造的人造肌肉的可行性和優(yōu)勢(shì)，研究人員使用它們制造了可以與周圍環(huán)境融合的完全透明的軟機(jī)器人。這是有史以來(lái)最早開(kāi)發(fā)的能夠在陸地上有效偽裝的透明機(jī)器人之一，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)遠(yuǎn)比在水中透明要困難得多。

研究人員在論文中解釋說(shuō)：“完全透明的機(jī)器人可以在特定頻率下不對(duì)稱振動(dòng)，并在保持彩色背景偽裝的情況下展示平移運(yùn)動(dòng)?！?/p>

最初的結(jié)果很有希望，因?yàn)樗麄兘ㄔ斓臋C(jī)器人既可以高效移動(dòng)，又可以很好地隱藏自己。將來(lái)，該機(jī)器人可以幫助生物學(xué)家研究難以觀察到的動(dòng)物行為，例如獵物/捕食者的動(dòng)態(tài)。此外，相同的基于PEDOT：PSS / WPU的人造肌肉可用于創(chuàng)建其他可以偽裝自己的動(dòng)物靈感機(jī)器人。

在接下來(lái)的研究中，研究人員可以研究提高機(jī)器人的耐用性和魯棒性的方法。例如，這可以通過(guò)使用不同的透明電極并在機(jī)器人的肌肉上施加其他保護(hù)層來(lái)實(shí)現(xiàn)。

研究人員還計(jì)劃將其他電子組件添加到他們創(chuàng)建的透明軟機(jī)器人中，包括電源，電路和控制單元。相應(yīng)地調(diào)整他們使用的透明組件和機(jī)器人的身體。這最終可能使機(jī)器人不受束縛，從而使其能夠自主運(yùn)行(即，無(wú)需外部電源)并運(yùn)行更長(zhǎng)的時(shí)間。