韩国科学家打造变色龙机器人，可实时伪装成周围环境
来自韩国的研究团队对变色龙十分着迷，于是打造了一个外形有趣的机器人：它有滑稽的眼睛、摇摆的步态，最重要的是，它的皮肤能够根据需要改变颜色。
“它一边行走一边变色，因此这基本上就是一只真正能工作的变色龙。”
这种人造电子皮肤能够即时自动调节色调，使其与机器人爬行所经过的背景颜色相匹配。科学家在Nature Communications的论文中详细描述了这项发明，它是最早能够根据周围环境改变颜色和图案的装置之一。这也可能帮助科学家开发新一代用于军事目的的主动伪装服装，或帮助设计师创造能根据附近背景呈现不同颜色的服装风格。
除了多种颜色，机器人的外表还能显示几种预先编程的图案。这层皮肤并不能完全反映近处的背景，但即便是真正的变色龙，也会改变色调以不反映周围环境，而是与之融为一体。为了模仿这种能力，研究人员为皮肤提供了几种可供选择的图案，每种图案都可以独立开启或关闭。这些圆点、条纹和卷曲图案的组合，反映出机器人要想神奇地融入环境并消失，所面对的大多数背景都十分复杂。
“不必完美匹配背景，因为只要背景足够复杂，我们就能获得足够多的伪装效果”
为了给机器人制作多色“披风”，研究人员制作了一层由薄薄的液晶墨水构成的皮肤，其颜色取决于分子的排列方式，可以呈现任意颜色。当这些颗粒聚集成较大的螺旋结构时，就能反射特定颜色的光。结构的大小决定了显示的颜色：较大的重复结构呈现偏红的色调，排列更紧密的则显示为蓝色。
液晶会随温度改变取向和颜色。研究人员在人造蜥蜴皮肤下方放置了加热器。机器人腹部底面安装了多达十个彩色传感器，用于监测设备脚下的色调。传感器将颜色信息传回机器人的控制单元，控制单元随即启动加热器，以尽可能匹配地面上的颜色和标记。隐藏在机器人内部的装置会控制加热温度，使颜色保持稳定。
这款机器人在地面移动时，可在半秒内识别周围环境的颜色。研究人员演示了它能够有效地隐藏在树叶和花朵的背景中，甚至能通过同时激活多个加热器模式来模仿老虎的条纹。
对温度敏感的液晶并不新鲜，但研究人员利用它们打造变色龙效果的方式十分简洁，令人印象深刻。斯坦福大学材料工程师徐成吉表示，此前的研究通常只在由人操控的小型装置中展示变色技术。
与之不同的是，洪和高的团队为变色龙机器人模型整体覆盖了一层能够自行变色的披风。徐表示，研究人员在整合颜色识别和温度控制等多种技术方面做得很好，使机器人变色龙尽可能逼真：“这更像是自主变色设备的未来。”
内布拉斯加大学林肯分校化学家史蒂芬·莫林表示，液晶涂层的温度调节存在若干局限。首先，皮肤加热比冷却更容易，因此它无法像从红色变为蓝色那样迅速地从蓝色切换为红色。
此外，机器人所使用的温度范围相当狭窄：从室温25摄氏度到约36摄氏度，即人体体温。在寒冷天气或炎热天气的烈日下，皮肤颜色可能会受到环境影响。莫林承认，让机器人实现颜色变化并不容易。大自然让这一切看起来很简单，但变色龙皮肤的响应时间和图案的随机性很难复制。
意识到这些薄弱环节后，研究团队已经开始着手研究若干解决方案。例如，加入冷却系统可以扩大温度范围，并加快机器人的反应速度。
未来，科学家计划打造另一种能够在动物界变色的机器人生物：章鱼。他们将借鉴变色龙的人造皮肤设计，以实现对这种海洋生物的伪装。然而，章鱼的运动远比变色龙复杂，这正是工程上的难题所在。
与洪和高一样，徐和莫林过去也曾研究过变色材料。他们采用了不同的方法，去模仿活体动物目前仍然做得最好的能力。徐认为，该领域的研究人员仍有许多东西需要通过研究主动伪装生物的生理学来学习。但这将是一条不easy的道路。
