變色龍機器人解密!會隨環境變色的機器人!

green chameleon in close-up

隨著科技發展,各種機器人層出不窮,像是生活中常見的掃地機器人以及工業常用的機械手臂等等,不過你有看過會隨著環境改變自身顏色的機器人嗎?今天就要來跟各位介紹這款變色龍機器人以及運作原理!

為什麼需要變色龍機器人?

這款變色龍機器人由南韓Hyeonseok Kim研究團隊等人開發[1],根據研究論文所述,這種隨著環境改變自身顏色的技術能用於軍事用途,增加己方軍隊隱蔽性,也有望用於建築、美術與時尚等領域,可說是相當具有應用潛力,那這款機器人究竟是如何變色呢?

機器人變色關鍵 ─ ATACS

應用於這款機器人的技術稱為ATACS,完整名稱為Ag NW and TLC-based Artificial Chameleon Skin。而這項技術包含四個關鍵元件,分別是銀奈米導線(Ag NW)與感溫變色液晶(TLC),除此之外尚有顏色感測器與相關控制系統,那這幾項模塊分別有什麼用途呢?

一個能隨著環境改變顏色的機器人,首先要有感知環境顏色的能力,故顏色感測器相當於機器人的眼睛,告訴機器人環境顏色資訊。收到顏色資訊後,藉由銀奈米導線加熱來使液晶改變顏色就能讓機器人變色。

瞭解上述原理後,下一個問題就是要怎樣加熱才能讓液晶對應到環境顏色呢?

為了要讓液晶對應到環境顏色,我們必須先知道溫度與顏色的關係,其關係如圖1所示。從圖1可知25.5度、28度、36度分別對應到紅、綠、藍三種顏色。接著再透過前面提及的控制系統來調控溫度,就能讓機器人根據環境來改變自身顏色。圖2為變色龍機器人實體照。

顏色與溫度對應關係圖
圖1. 顏色與溫度對應關係圖[1]
研究團隊也在文獻指出ATACS有兩個潛在缺點,分別是變色即時性與抗外界干擾能力。針對第一個問題,該研究團隊提出一種主動控制(Active Control)方法能有效解決問題。至於外界的溫度干擾,由於銀奈米導線僅能加熱且溫度控制範圍落於攝氏22.5度至36度,當室溫大於22.5度,將會影響變色功能。此外,當環境溫度低至攝氏-20度時,較難讓表面呈現均勻顏色。

變色龍機器人實物
圖2. 變色龍機器人實物[1]

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不知道各位覺得這款變色龍機器人如何呢?儘管這款機器人尚有某些限制,但設計概念依然相當有趣,如果有任何想法,歡迎在下方留言,也可以追蹤科技雞湯Facebook,幫你進補最新科技!

參考資料

  1. Hyeonseok Kim et al., Biomimetic chameleon soft robot with artificial crypsis and disruptive coloration skin , Nature Communications 2021, 12(4658)

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