“หุ่นยนต์โอริกามิ“ ขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็กทำหน้าที่ส่งยารักษาแผลภายในร่างกายมนุษย์

ทีมนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยนอร์ทแคโรไลนา สเตต (North Carolina State University) คิดค้นเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติรูปแบบใหม่ ที่เปลี่ยน “ออริกามิ” จากศิลปะการพับกระดาษแบบญี่ปุ่นให้กลายเป็น หุ่นยนต์ขนาดจิ๋วที่ขยับได้ด้วยกล้ามเนื้อแม่เหล็ก (Magnetic Muscles) สามารถเคลื่อนไหว ส่งยา หรือทำงานภายในร่างกายมนุษย์ได้โดยไม่ต้องผ่าตัด

งานวิจัยนี้นำโดย ศาสตราจารย์เซียะเมิ่ง ฟาง (Xiaomeng Fang) จากคณะ Wilson College of Textiles และได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ชั้นนำ Advanced Functional Materials ซึ่งระบุว่าการผสานระหว่าง วิทยาศาสตร์วัสดุ (Material Science) กับ ดีไซน์ออริกามิ และ วิศวกรรมแม่เหล็ก (Magnetic Engineering) จะเปิดทางสู่ยุคใหม่ของ “หุ่นยนต์นุ่ม (Soft Robotics)” ที่เคลื่อนไหวได้เหมือนกล้ามเนื้อจริง

ความลับของการขับเคลื่อนด้วยแม่เหล็ก

หัวใจของนวัตกรรมนี้คือการพิมพ์ ฟิล์มยางยืด (Elastomer Film) ที่ผสมอนุภาค เฟอร์โรแม่เหล็ก (Ferromagnetic Particles) ภายใน ทำให้เมื่อถูกกระตุ้นด้วยสนามแม่เหล็ก ฟิล์มสามารถ “หด งอ หรือพับ” ได้ราวกับกล้ามเนื้อของสิ่งมีชีวิต

ปัญหาเดิมของหุ่นยนต์แม่เหล็กคือไม่สามารถใส่อนุภาคได้มาก เพราะจะทำให้รังสี UV ที่ใช้แข็งตัววัสดุทะลุไม่ถึง ทีมของฟางจึงคิดค้นวิธีใหม่ด้วยการใช้ แผ่นให้ความร้อน (Hot Plate) ระหว่างการพิมพ์ 3D เพื่อให้วัสดุแข็งตัวได้แม้มีอนุภาคเข้มข้นสูงขึ้นหลายเท่า โดยศาสตราจารย์เซียะเมิ่ง ฟาง (Xiaomeng Fang) อธิบายว่า “การเพิ่มแผ่นให้ความร้อนคือจุดเปลี่ยนสำคัญ เพราะมันทำให้เราสามารถสร้างกล้ามเนื้อแม่เหล็กที่มีแรงมากขึ้นและเคลื่อนไหวได้แม่นยำกว่าเดิม”

อีกต้นแบบที่น่าทึ่งคือ หุ่นยนต์ออริกามิแบบคลาน (Crawling Origami Robot) ที่ใช้ฟิล์มแม่เหล็กแปะบนแผ่นพับบางส่วนของโครงสร้าง เมื่อสนามแม่เหล็กเปิด-ปิดสลับกัน หุ่นยนต์จะยืดและหดแบบ “ก้าว” ทีละขั้น สามารถคลานบนพื้นทรายหรือปีนข้ามสิ่งกีดขวางสูงถึง 7 มิลลิเมตรได้ ความเร็วของมันขึ้นอยู่กับความแรงและความถี่ของสนามแม่เหล็กที่ควบคุม

ศักยภาพสู่อนาคตของหุ่นยนต์นุ่ม (Soft Robotics)

หุ่นยนต์ออริกามิแม่เหล็กนี้ไม่เพียงเปลี่ยนวิธีส่งยา แต่ยังเปิดประตูสู่นวัตกรรมอีกมากมายในอนาคต ตั้งแต่การรักษาแผลในกระเพาะและเนื้องอกโดยไม่ต้องผ่าตัด ไปจนถึงภารกิจ ค้นหาและกู้ภัย (Search & Rescue) หรือ สำรวจอวกาศ (Space Exploration) ที่ต้องการหุ่นยนต์ขนาดเล็ก เคลื่อนไหวคล่องตัว และทนต่อสภาพแวดล้อมสุดขั้ว

การผสมผสานศิลปะออริกามิกับวิทยาศาสตร์แม่เหล็กในครั้งนี้ ไม่เพียงแต่สร้างหุ่นยนต์ที่ “ขยับเหมือนสิ่งมีชีวิต” แต่ยังอาจกลายเป็นรากฐานของเทคโนโลยีการแพทย์ยุคใหม่ ที่หุ่นยนต์จะทำงานภายในร่างกายมนุษย์ได้อย่างปลอดภัย ไม่ต้องใช้การผ่าตัด