Científicos de Corea del Sur crean un robot camaleón que se camufla en tiempo real con el entorno
Un equipo de investigadores de Corea del Sur se quedó tan fascinado con los camaleones que creó un robot con ojos graciosos, un andar balanceante y, lo más importante, una piel que cambia de color según sea necesario.
«Camina y cambia de color al mismo tiempo. Así que es, por así decirlo, un camaleón completamente funcional»
La piel electrónica artificial ajusta sus tonos de forma instantánea y automática para que coincidan con los colores del fondo sobre el que se desplaza el robot. Este invento, que los científicos describieron detalladamente en un artículo para Nature Communications, es uno de los primeros dispositivos que cambian de color y patrones según el entorno. También podría ayudar a los científicos a crear una nueva generación de ropa de camuflaje activo para uso militar, o ayudar a los diseñadores a crear estilos de ropa que brillen con distintos colores según el fondo cercano.
Además de distintos colores, el robot puede mostrar en su superficie exterior varios patrones preprogramados. La piel no refleja del todo el fondo cercano, pero incluso los camaleones reales cambian sus tonos para no reflejar su entorno, sino para fundirse con él. Para copiar esta capacidad, los investigadores dieron a la piel varios patrones entre los que elegir, cada uno de los cuales puede activarse y desactivarse de forma independiente. La combinación de estos puntos, rayas y espirales en forma de patrón refleja la complejidad de la mayoría de los fondos para un robot que intenta fundirse mágicamente con el entorno y desaparecer.
«No es necesario que el fondo coincida a la perfección, ya que, mientras sea lo bastante complejo, podemos obtener camuflaje suficiente»
Para crear la "capa" multicolor del robot, los investigadores fabricaron una piel usando una fina capa de tinta de cristal líquido, que puede adoptar cualquier color según la disposición de sus moléculas. Cuando estas partículas se agrupan en estructuras helicoidales más grandes, pueden reflejar luz de un color determinado. El tamaño de las estructuras determina el color que se muestra. Una composición repetitiva más grande da tonos rojizos. Las disposiciones más densas se muestran en azul.
Los cristales líquidos cambian su orientación y color según la temperatura. Los investigadores colocaron calentadores bajo la piel de la lagartija artificial. En la parte inferior de la barriga del robot se instalaron hasta diez sensores de color que registran los tonos bajo las patas del dispositivo. Los sensores envían la información de color de vuelta a la unidad de control del robot, que activa los calentadores para coincidir de la mejor manera con los colores y marcas del suelo. El dispositivo oculto dentro del robot controla la temperatura de calentamiento para que los colores se mantengan estables.
El robot resultante puede captar el color del entorno en medio segundo mientras se desplaza por el suelo. Los investigadores demostraron que el robot puede esconderse eficazmente sobre un fondo de hojas y flores; incluso copia las rayas de un tigre, activando varios modos del calentador a la vez.
Los cristales líquidos sensibles a la temperatura no son una novedad, pero la sencillez con la que los investigadores los emplean para lograr el efecto camaleón impresiona. Según Chengy Xu, ingeniero de materiales de Stanford, las investigaciones previas solo mostraban tecnologías de cambio de color en dispositivos pequeños controlados por personas.
En cambio, el equipo de Hong y Ko cubrió por completo su modelo de camaleón con una capa que cambia de color por sí misma. Xu afirmó que los investigadores hicieron un buen trabajo integrando varias tecnologías, como la detección de color y el control de temperatura, para obtener el robot camaleón más realista: "Se parece más al futuro de los dispositivos autónomos que cambian de color".
Según Stephen Morin, químico de la Universidad de Nebraska-Lincoln, la regulación térmica del recubrimiento de cristal líquido tiene varias limitaciones. En primer lugar, la piel se calienta más fácilmente de lo que se enfría, por lo que no puede pasar del azul al rojo tan rápido como del rojo al azul.
Además, el rango de temperaturas que usa el robot es bastante estrecho: desde los 25 grados Celsius de temperatura ambiente hasta unos 36 grados, como la del cuerpo humano. El color de la piel puede depender del entorno, especialmente con frío o bajo el sol directo en un día caluroso. Morin reconoce que reproducir el cambio de color en robots no es fácil. La naturaleza hace que parezca sencillo, pero el tiempo de respuesta y la aleatoriedad de los patrones en la piel del camaleón son difíciles de replicar.
Conscientes de todas estas debilidades, el equipo de investigadores ya trabaja en varias soluciones. Por ejemplo, añadir un sistema de refrigeración podría ampliar el rango de temperaturas y acelerar los reflejos del robot.
En el futuro, los científicos pretenden crear otra criatura robótica que cambie de color en el mundo animal: el pulpo. Tomarán prestado el diseño de la piel artificial del camaleón para lograr el camuflaje de este habitante marino. Sin embargo, sus movimientos son mucho más complejos que los del camaleón, y ahí reside el problema de ingeniería.
Al igual que Hong y Ko, Xu y Morin también han trabajado en el pasado con materiales que cambian de color. Usaron enfoques diferentes para imitar lo que los animales vivos todavía hacen mejor. Xu cree que los investigadores de este campo aún tienen mucho que aprender de la fisiología de los seres que se camuflan activamente. Pero será un camino difícil.
