แมลงสาบหุ่นยนต์โซลาร์เซลล์ ชาร์จไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ ค้นหาผู้รอดชีวิตได้ทุกพื้นที่

เมื่อธรรมชาติและวิวัฒนาการรังสรรค์สิ่งต่าง ๆ ให้ดำรงชีวิตอยู่ได้ และใช้ประโยชน์จากอวัยวะต่าง ๆ ได้สูงสุด เช่น แมลงที่มีอวัยวะรับความรู้สึกจำนวนมาก ทั้งยังมีขนาดเล็กพอที่จะไปถึงที่มนุษย์เข้าไม่ถึง พวกมันสามารถอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่อันตราย ทั้งปีนป่ายทุก ๆ พื้นผิวได้ รวมทั้งบินได้ สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นคุณลักษณะที่มีประโยชน์สำหรับหุ่นยนต์ จึงเป็นที่มาของหุ่นยนต์แมลง โดยตลอดหลายสิบปีที่ผ่านมา แมลงหลายชนิดถูกทำให้กลายเป็นหุ่นยนต์ชีวภาพ เช่น ตั๊กแตนหุ่นยนต์สามารถใช้ประสาทสัมผัสด้านกลิ่นเพื่อค้นหากลิ่นวัตถุระเบิด แมลงปอหุ่นยนต์จะกลายเป็นโดรนขนาดเล็ก และแมลงสาบกึ่งหุ่นยนต์สามารถค้นหาผู้รอดชีวิตในเขตภัยพิบัติได้ 

โดยนักวิจัยจากสถาบัน RIKEN ที่ญี่ปุ่นพยายามสานต่อเทคโนโลยีดังกล่าว  โดยการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ากับแมลงสาบตัวเป็น ๆ ด้วยการจ่ายพลังงานให้อุปกรณ์ควบคุมแมลงโดยใช้โซลาร์เซลล์ โดยเลือกใช้โซลาร์เซลล์ติดตั้งบนตัวแมลงสาบมาดากัสการ์ ขนาดตัวยาวประมาณ 6 เซนติเมตร ชุดอุปกรณ์ประกอบไปด้วยแบตเตอรี่ลิเทียมโพลิเมอร์ ตัวรับสัญญาณไร้สาย และโมดูลที่ควบคุมขาของแมลง ซึ่งติดตั้งอยู่ในกระเป๋าอุปกรณ์ที่พิมพ์ออกมาแบบ 3 มิติ รับกับส่วนโค้งของส่วนอกแมลง 

อุปกรณ์จะเชื่อมต่อกับโมดูลโซลาร์เซลล์ซึ่งติดตั้งอยู่ที่หน้าท้องของแมลงสาบ สำหรับแผ่นฟิล์มเซลล์บางเฉียบน้ำหนักเบาที่ติดบนหน้าท้อง จะมีความหนาเพียง 0.004 มิลลิเมตร ทั้งยังเชื่อมต่ออุปกรณ์ด้วยวิธีติดกาวและไม่ติดกาว เพื่อไม่ให้เป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนไหวของแมลงสาบ โดยเซลล์แสงอาทิตย์เหล่านี้มีกำลังจ่ายไฟ 17.2 เมกะวัตต์ (mW) ซึ่งหากชาร์จ 30 นาทีในแสงแดด จะเพียงพอสำหรับการใช้งานเป็นเวลา 2 ชั่วโมง โดยทีมงานระบุว่า ประสิทธิภาพการใช้งานของอุปกรณ์จ่ายไฟรุ่นใหม่นี้มากกว่าอุปกรณ์แบบอื่น ๆ ที่ใช้กับแมลงที่มีชีวิตราว 50 เท่า

สำหรับอุปกรณ์รุ่นก่อนหน้า จะใช้แบตเตอรี่ขนาดเล็กเพื่อจ่ายไฟ แต่อุปกรณ์แบบเก่ามีข้อจำกัดด้านระยะเวลาการใช้งาน จึงเป็นที่มาของการเลือกใช้โซลาร์เซลล์ในที่สุด ซึ่งการออกแบบใหม่ครั้งนี้ สามารถทำให้แมลงสาบหุ่นยนต์วิ่งเข้าไปใต้อาคารถล่ม เพื่อค้นหาผู้รอดชีวิตได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น ทั้งยังสามารถใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็กตรวจสอบจากระยะไกลว่าแมลงสาบยังทำงานได้ตามปกติหรือไม่ นอกจากนี้ ทีมงานวิจัยยังกล่าวว่าการออกแบบครั้งใหม่นี้ สามารถปรับให้เข้ากับแมลงหุ่นยนต์ประเภทอื่นได้อีกด้วย

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร npj Flexible Electronics

ที่มาของข้อมูล https://newatlas.com/robotics/cyborg-cockroaches-remote-controlled-solar-powere

ที่มาของรูปภาพ RIKEN