หุ่นยนต์อ่อนนุ่ม "ตัดและต่อขา" ของตัวเองได้ แรงบันดาลใจจากกิ้งก่าและมด

ทีมนักวิทยาศาสตร์ในมหาวิทยาลัยเยล ประเทศสหรัฐอเมริกา กำลังพัฒนาหุ่นยนต์อ่อนนุ่มเลียนแบบสิ่งมีชีวิตสัตว์เลื้อยคลาน ซึ่งมีความสามารถปรับเปลี่ยนรูปร่าง หรือการสลัดชิ้นส่วนร่างกายของตัวเองออกไปเพื่อความอยู่รอด ก่อนการชิ้นส่วนร่างกายนั้นจะงอกขึ้นมาเพื่อใช้งานใหม่ รวมไปถึงการเชื่อมต่อหุ่นยนต์ให้มีขนาดความยาวมากขึ้น คล้ายพฤติกรรมของมดบางชนิดจะมีพฤติกรรมการต่อตัวเป็นสะพานเพื่อให้มดอื่น ๆ ในกลุ่มสามารถข้ามผ่านอุปสรรคต่าง ๆ ได้อย่างปลอดภัย

หุ่นยนต์ที่ถูกพัฒนาขึ้นมีลักษณะอ่อนนุ่ม เนื่องจากใช้ซิลิโคนแบบนิ่ม หรือ โฟมเทอร์โมพลาสติกแบบต่อเนื่องสองทิศทาง (BTF) รองรับการสูบอากาศเข้าอออกผ่านช่องอากาศที่มีความแข็งแรง ทำให้ชิ้นส่วนของหุ่นยนต์พองและยุบตัวได้ โดยใช้ปั๊มและวาล์วที่ยึดเอาไว้ กระบวนการดังกล่าวทำให้เกิดการเคลื่อนไหวแบบเดินหรือคลาน โดยไม่ต้องใช้ข้อต่อแบบหุ่นยนต์ทั่วไป

โฟมเทอร์โมพลาสติกแบบต่อเนื่องสองทิศทาง (BTF) จะทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้โพลีเมอร์ไหลออกมาเมื่อเกิดการละลาย ทำให้สามารถแยกพื้นผิว BTF สองชิ้น ออกจากกันโดยการหลอมข้อต่อหรือจะเชื่อมติดเข้าด้วยกันอีกครั้งก็ได้ คล้ายการเชื่อมต่อร่างกายเป็นสะพานของมด ซึ่งกระบวนการนี้ใช้เวลาประมาณ 10 นาที และข้อต่อที่ได้มีความแข็งแรง นอกจากนี้ยังสามารถทำกระบวนการดังกล่าวกลับไปกลับมาได้ 200 รอบ ก่อนที่วัสดุจะเสื่อมสภาพ นอกจากนี้วัสดุยังทนทานต่อสิ่งสกปรกและน้ำได้ค่อนข้างดี

ก่อนหน้านี้การเชื่อมต่อชิ้นส่วนหุ่นยนต์ด้วยข้อต่อและแม่เหล็ก ถูกพัฒนาขึ้นมาได้ระยะหนึ่งแล้ว และกลายเป็นเทคนิคขั้นพื้นฐานของหุ่นยนต์ทั่วไป แต่วิธีการใช้ข้อต่อและแม่เหล็ก ทำให้ชิ้นส่วนมีน้ำหนักและแข็งยากต่อการเคลื่อนที่ หรือปรับเปลี่ยนรูปแบบของหุ่นยนต์ นอกจากนี้ยังต้องใช้ระบบขับเคลื่อนและแผงวงจรที่มีความซับซ้อนส่งผลต่อน้ำหนักบรรทุกที่หุ่นยนต์ต้องรับเอาไว้ขณะเคลื่อนที่

ปัจจุบันหุ่นยนต์อ่อนนุ่มตัดและต่อขาของตัวเองได้ ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยพัฒนาและสร้างต้นแบบ แต่หากมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง คาดว่าหุ่นยนต์อ่อนนุ่มสามารถใช้ทำภารกิจได้หลากหลาย เช่น การสำรวจในพื้นที่โครงสร้างซับซ้อน การสำรวจใต้น้ำ รวมไปถึงหุ่นยนต์ด้านการแพทย์ เป็นต้น

ที่มาของข้อมูล Spectrum.ieee.org