自然界的生物是我们最好的老师，很多时候，人们科技的灵感就来自于大自然中万物，而这也是近几年来仿生机器人越来越火的原因。
当麻省理工大学的Subramanian Sundaram团队在探索3D打印机器人技术的过程中遭遇瓶颈的时候，和其他的科学家们一样，他们很自然地将目光转向了自然界，以寻求相关启示，最终他们从一个金龟甲虫(the golden tortoise beetle)身上获得了灵感，该甲壳虫来自北美，拥有独特的伪装形式。
当受到外界威胁的时候，甲壳虫壳上金色的色彩会变成半透明的红棕色，这从而会起到隐蔽和自我保护的作用。受到变色甲壳虫的启发，研究员们试图构建一种以3D打印的柔性膜为基础的机器人皮肤，同时，他们将各类传感器布置在机器人的皮肤表面，这样这个机器人皮肤就具备光学变化的功能。研究员们还根据变换的颜色来分类做出相应机械工作的材料，让机器人拥有更多样化的功能。
在讨论该生物仿真技术的生物灵感时，研究员Sundaram说话非常谦虚，他告诉人们，团队仅仅是从大自然中吸取了一部分的灵感，未来团队的路还是很长。在接受TechCrunch的采访时，研究员Sundaram表示，“我们明白我们还远远落后于大自然，真正完全复制大自然中的生物物种的功能是一件几乎不可能完成的任务。”
他说，“就像是看月亮抑或者是试图爬上树顶一样，即使我们从变色甲壳虫处得到了灵感，但其实真正要在机器人皮肤上实现这个功能还有好长的一段路要走。‘变色皮肤’的功能是很酷炫的，实现所有的功能真的很困难。”
去年，卡内基梅隆大学的机器人学副教授 Yong-LaePark 曾表示，人身上有很多种“传感器”，人们指尖皮肤中就含有数千个触觉感官单位。一只蜘蛛的每条腿上都有数百个机械刺激感受器当前最先进的一批人形机器人——比如 NASA 的 Robonaut——的手和手腕上就有42 个传感器。“如果想让机器人自主地工作，并在日常环境中对于各种意想不到的力安全地作出反应，就需要让机器人身上覆盖比当前常见的水平更高或更多的传感器。”
Sundaram 表示，我们是在尝试是否能在 3D 打印对象内复制这种通路，所以我们选择了我们可以找到的最简单的生物。研发团队借鉴了变色甲壳虫的简单防御性特征，作为“变色”概念的证明。同时，研究人员将光学变换性能构建成柔性的印刷基板。Sundaram表示，“我们想做这个传感器处理驱动，只是传感器驱动是3D打印中的最大的问题之一，光学驱动实际上更容易一点”
据悉，研究团队采用MultiFab 3D 打印机完成材料的制作，其中借助了铜和陶瓷加热器来帮助沉积半导体塑料：塑料悬浮在喷涂在设备表面上的流体中，加热器使流体蒸发，留下一层仅 200 纳米厚的塑料。现阶段，他们已经设法将甲虫的光学变化功能复制到了单一的 3D 打印电路板上。而除了机器人外，该技术同样能够应用于例如飞机、桥梁等设施。
研究团队认为，该技术是创建一个完整的3D打印机器人传感器皮肤的一个重要证明。它也可以适用于麻省理工研究团队的其他研究工作，比如，那个能随着温度变化而变化的3D打印机器人。
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来源：机器人2025 何雅琴