可伸缩材料在生产生活中的应用越来越广泛，但是我们好像还无法控制比气球膨胀更复杂的材料变形。
但在自然界，有些物种却做得很好，比如很多头足类动物（如海里的软氏三雄：章鱼、墨鱼与鱿鱼）就可以毫秒为单位让皮肤产生分层，借此达到伪装的目的。
受头足类动物肌肉形态和皮肤结构的启发，康乃尔大学的研究人员最近开发了一款能让机器人达到隐身的新“皮肤”，其纹理可与背景环境完美融合。不过目前这套“皮肤”纹理现在还只能按照研究人员提前设定的图案显示，比如凸起的岩石或类似高丽菜的多肉植物等。
▲ 充气版多肉高丽菜。（Source：Video by JH Pikul et al., Science (2017)）
具体来说，研究人员的灵感来自章鱼，这种黏稠的生物简直就是机器人工程师创新的缪斯，因为章鱼是自然界名副其实的伪装大师。某些种类的章鱼可以改变肤色，还有一些透过控制小肌肉群来快速改变皮肤纹理（形成隆起或褶皱）。
利用对章鱼的观察，研究团队成员 Pikul 等人将硅树脂倒入模具，形成与皮肤类似的材质，之后在上层放置一个固定长度的纤维网用来模拟肌肉组织；接着他们按照设定好的图案用激光切割网格（清除网状物以添加硅胶），并在上面浇筑更多有机弹性硅胶，之后整个东西变干并形成三明治结构。
简单来理解这个三明治结构，从下到上材料依次是：硅树脂、弹性硅胶和纤维网。纤维网做为局部结缔组织有纤维增强的作用，提供中心轴力学并控制 3D 形状。而弹性硅胶为可伸展的软组织，可垂直于合成皮肤表面伸缩。
▲ 黑色部分是嵌入式网格，透明区域是被切割的位置，让硅树脂可以自由膨胀。（Source：康乃尔大学）
当研究人员充气合成皮肤时，可从二维（2D）可伸缩表面转换为 3D 形状，并膨胀到其目标形状的 10% 那么大。
然后，研究人员将纤维网刷成灰色，并按照石头的图案把多余网状物切除，之后将硅胶注进模型，得到一块类似“岩石”的皮肤。他们还画出一绿色植物图案，看起来就像高丽菜的多肉植物。
目前，这款皮肤的局限是研究人员必须预先规划好想要的物体模型，这在某种程度上限制了机器人的隐身能力。但研究团队在论文的最后写道：“未来或许可以透过向上或向下拨动网格模型的刚度来改变图案，继而改变硅树脂的形状。”
有了这套皮肤，下一代软件机器人可在 2D 与 3D 间轻松切换。未来，类似这种根据设定的图案伪装的“皮肤”可用于机器人隐形，也可用来窥探动物行为以利学术研究，或者用于隐密的军事侦查等。
（本文由 36Kr 授权转载；首图来源：影片截图）
