จิ๋วแต่เจ๋ง ! “หุ่นยนต์ยางยืด” ไร้ระบบไฟ โดดสู้ฟ้าได้ไม่สิ้นสุด ด้วยแสงอินฟราเรด

เมื่อเอ่ยถึง “หุ่นยนต์” เชื่อว่าคนส่วนใหญ่มักนึกถึงหุ่นโลหะทรงเหลี่ยมขนาดใหญ่ แต่ปัจจุบันนี้โลกของ “หุ่นยนต์นิ่ม” หรือ ซอฟต์โรโบติกส์ (Soft Robotics) กำลังทลายกรอบเดิม ๆ ของหุ่นยนต์มากขึ้นเรื่อย ๆ ด้วยการพัฒนาชิ้นส่วน เซนเซอร์ และรูปแบบโครงสร้างใหม่ ๆ ที่ช่วยขยายขอบเขตความเข้าใจว่าหุ่นยนต์สามารถมีรูปร่างอย่างไร และทำหน้าที่อะไรได้บ้าง

ทีมวิจัยพัฒนาหุ่นยนต์ยางยืดที่กระโดดต่อเนื่องได้

ล่าสุด ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ธแคโรไลนาสเตต (NC State University) ในประเทศสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาหุ่นยนต์ ซอฟต์ ริง จัมพ์เปอร์ (Soft Ring Jumper) หุ่นยนต์วงแหวนนุ่ม ที่มีลักษณะคล้ายยางวงหรือต่างหู ไม่ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์ และสามารถเคลื่อนที่กระโดดต่อเนื่องไปเรื่อย ๆ ราวกับตัวละครในวิดีโอเกม โดยอาศัยพลังงานจากแสงอินฟราเรด

ทีมวิจัยอธิบายหลักการทำงานเบื้องต้นของหุ่นยนต์ตัวนี้ว่า คล้ายกับของเล่นเครื่องบิน ที่บินด้วยแรงส่งจากยางยืด โดยใช้การบิดเกลียวเพื่อสะสมพลังงาน โครงสร้างหลักของหุ่นยนต์ทำจากเส้นสาย ลิควิด คริสตัล อีลาสโตเมอร์ (Liquid Crystal Elastomer) ที่เชื่อมปลายทั้งสองข้างด้วยตัวหยุดอะลูมิเนียมรูปตัว V ขนาดบาง 

ใช้แสงอินฟราเรดช่วยผลักดันไปข้างหน้า

เมื่อแสงอินฟราเรดตกกระทบ สายยางจะหดตัว ทำให้เกิดการบิดเกลียวและแน่นขึ้นโดยไม่หมุนหลุดหรือคลายออก เนื่องจากมีตัวหยุดรูปตัว V ล็อกไว้ และเมื่อความเค้นยืดหยุ่นสะสมจนถึงจุดสูงสุด ตัวหยุดอะลูมิเนียมจะดีดตัวลงมากระแทกพื้น ส่งให้หุ่นยนต์พุ่งไปข้างหน้า หรือลอยขึ้นสู่อากาศ และในระหว่างเคลื่อนที่ สายยางจะคืนตัวกลับสู่รูปร่างเดิม พร้อมที่จะเริ่มการกระโดดรอบต่อไป ตราบใดที่ยังมีแสงอินฟราเรดส่องอยู่

ทีมวิจัยยังสามารถควบคุมลักษณะการเคลื่อนที่ได้ง่าย ๆ เพียงปรับเปลี่ยนมุมตัวหยุดรูปตัว V โดยพบว่ามันสามารถกระโดดขึ้นฟ้าได้สูงถึง 80 เท่าของความสูงลำตัว และยังสามารถกระโดด ลงจอด รีเซ็ตตัวเอง และกระโดดใหม่ได้เรื่อย ๆ อย่างต่อเนื่อง พร้อมทั้งปรับตัวเข้ากับสภาพพื้นที่ที่หลากหลาย สภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลว และสิ่งกีดขวางได้อย่างเป็นอิสระด้วยตัวเอง

แม้ในปัจจุบันผู้พัฒนายังไม่ได้กำหนดการใช้งานที่แน่ชัดสำหรับหุ่นยนต์กระโดดนี้ แต่ทิศทางการพัฒนาหุ่นยนต์เพื่อการสำรวจบนโลกและดาวเคราะห์ดวงอื่น ชี้ให้เห็นว่า หุ่นยนต์พลังงานแสงนี้จะเป็นนวัตกรรมที่รอวันนำไปแก้ปัญหาในโลกจริง เช่น อาจจะนำไปใช้เป็นหุ่นยนต์นำทาง หรือหุ่นยนต์ทำงานเป็นฝูง (Swarm Robotics) ในอนาคต