"หุ่นยนต์กินได้" สไตล์เรือจิ๋ว นวัตกรรมรักษ์โลก ลดขยะในแหล่งน้ำ

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอโกล ปอลีเทคนิค เฟเดราล เดอ โลซานน์ (EPFL) มหาวิทยาลัยด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นนำของโลก ในสวิตเซอร์แลนด์ ได้สร้างสรรค์นวัตกรรมหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่สามารถปฏิบัติภารกิจในสภาพแวดล้อมทางน้ำได้ โดยเมื่อหมดหน้าที่ หุ่นยนต์นี้ยังสามารถกลายเป็นอาหารของปลา ช่วยลดปัญหาขยะอิเล็กทรอนิกส์ที่อาจส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศได้อีกด้วย

ทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดยศาสตราจารย์ ดาริโอ ฟลอเรียโน (Prof. Dario Floreano) และนักศึกษาปริญญาเอก ชูหัง จาง (Shuhang Zhang) ได้ออกแบบหุ่นยนต์รูปทรงคล้ายเรือยนต์ขนาดประมาณ 5 เซนติเมตร น้ำหนักเฉลี่ยเพียง 1.43 กรัม สามารถเคลื่อนที่บนผิวน้ำด้วยความเร็วสูงสุดถึงสามเท่าของความยาวลำตัวต่อวินาที หรือ 15 เซนติเมตรต่อวินาที

หุ่นยนต์นี้ทำมาจากอะไร?

วัสดุที่ใช้ในการผลิตหุ่นยนต์นี้ทำมาจากเม็ดอาหารปลาบดละเอียด ผสมกับสารยึดเกาะไบโอโพลิเมอร์ (Biopolymers) ซึ่งถูกนำไปขึ้นรูปและแช่แข็ง และภายในตัวหุ่นยนต์มีช่องบรรจุผงกรดซิตริก (Citric acid) และโซเดียมไบคาร์บอเนต (Sodium Bicarbonate) ที่ไม่เป็นพิษ ถูกปิดผนึกด้วยเจลที่ด้านล่าง และเชื่อมต่อกับอ่างเก็บน้ำขนาดเล็กที่บรรจุโพรพิลีนไกลคอล (Propylene Glycol)

การทำงานของหุ่นยนต์นี้

เมื่อหุ่นยนต์ถูกปล่อยลงในน้ำ น้ำจะค่อย ๆ ซึมผ่านเจลและทำปฏิกิริยากับผงเคมีภายใน และทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide) หลังจากนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะดันไกลคอล (Glycol) หรือแอลกอฮอล์ชนิดหนึ่ง ออกจากรูด้านท้ายของหุ่นยนต์ ทำให้เกิดปรากฎการณ์มารันโกนี (Marangoni effect) ซึ่งเป็นการลดแรงตึงผิวของน้ำโดยรอบ ส่งผลให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ไปข้างหน้า โดยกลไกนี้คล้ายกับการเคลื่อนที่ของแมลงในน้ำ เช่น แมงมุมน้ำ ทั้งนี้สารไกลคอลที่ถูกปล่อยออกมาก็ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เพราะเมื่อตัวเรือนของหุ่นยนต์อุ้มน้ำจนนิ่มและจมลง ปลาและสัตว์น้ำอื่น ๆ ก็สามารถกินพวกมันได้ 

ศักยภาพในการใช้งานของหุ่นยนต์นี้

ศักยภาพในการใช้งานของหุ่นยนต์กินได้นี้มีหลากหลาย โดยเบื้องต้นคาดว่าจะถูกนำไปใช้ในการตรวจสอบคุณภาพน้ำในแหล่งน้ำต่าง ๆ หุ่นยนต์จะติดตั้งเซ็นเซอร์เพื่อเก็บข้อมูล เช่น อุณหภูมิน้ำ ค่า pH และระดับมลพิษ ข้อมูลเหล่านี้สามารถส่งกลับมาแบบไร้สาย หรือเก็บกู้ได้จากหุ่นยนต์ที่สามารถนำกลับมาได้

นอกจากนี้ เพราะหุ่นยนต์นี้ปลาสามารถกินได้ นักวิจัยเลยเล็งเห็นว่ามีโอกาสในการใช้หุ่นยนต์เหล่านี้ในการกระจายอาหารที่มีตัวยาในฟาร์มปลาอีกด้วย แต่ถ้าหากหุ่นยนต์นี้ไม่ถูกกิน ส่วนประกอบทั้งหมดของมันก็จะย่อยสลายได้ทางชีวภาพ แต่หนึ่งสิ่งที่อาจจะต้องได้รับการพัฒนาต่อคือการพัฒนาเซ็นเซอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ให้สามารถย่อยสลาย หรือให้เป็นอาหารปลาได้ ซึ่งต้องมีการพัฒนาต่อไป

งานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ล่าสุดในวารสารเนเจอร์ คอมมูลนิเคชั่น (Nature Communications) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และอาจเป็นกุญแจสำคัญในการแก้ไขปัญหาขยะอิเล็กทรอนิกส์ในระบบนิเวศทางน้ำในอนาคต