นักวิจัยสหรัฐฯ พัฒนาหุ่นยนต์ลำตัวอ่อนนุ่มเคลื่อนที่ด้วยการยืดหดตัวคล้ายกล้ามเนื้อ

ไรอัน ไปป์ส (Ryan Truby) วิศวกรและทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น สหรัฐอเมริกา เปิดตัวการพัฒนาหุ่นยนต์ลำตัวอ่อนนุ่มยืดหยุ่นได้โดยใช้แอคคูเอเตอร์ (Actuator) แบบใหม่ หรือระบบเคลื่อนที่ใช้การขยายและหดตัวแบบเดียวกับกล้ามเนื้อของมนุษย์ เปิดหนทางสู่การพัฒนาหุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ได้ในพื้นที่แคบ รองรับภารกิจการสำรวจ และประโยชน์ทางด้านการแพทย์

หุ่นยนต์มีลักษณะเป็นทรงกระบอกคล้ายตัวหนอนความยาว 26 เซนติเมตร เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 32 เซนติเมตรต่อนาที  ทีมวิศวกรได้ใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ช่วยในการขึ้นรูปโครงสร้างของแอคคูเอเตอร์ (Actuator) จากเทอร์โมพลาสติกโพลียูรีเทน ทำให้มีต้นทุนด้านวัสดุเพียงแค่ 3 ดอลลาร์สหรัฐ หรือประมาณ 108 บาทเท่านั้น แตกต่างจากวัสดุที่ใช้ผลิตหุ่นยนต์ทั่วไปซึ่งมักมีราคาแพง อย่างไรก็ตามราคาต้นทุนนี้ไม่รวมมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กและระบบควบคุมอื่น ๆ 

โครงสร้างของแอคคูเอเตอร์ (Actuator) หรือระบบขับเคลื่อนทรงกระบอกเรียกว่า Handed Shearing auxetics (HSA) มีลักษณะเส้นยืดหยุ่นขดตัวเรียงกัน 4 เส้น การม้วนหดและยืดตัวถูกกระตุ้นการทำงานด้วยมอเตอร์และกระแสไฟฟ้า ทีมงานได้รับแรงบันดาลใจจากกล้ามเนื้อของมนุษย์ซึ่งหดตัวและแข็งตัวในลักษณะที่คล้ายกัน

การทดลองหุ่นยนต์อ่อนนุ่มทรงกระบอกสามารถเคลื่อนที่ไปตามทางโค้งแคบ ๆ คล้ายท่อน้ำ เนื่องจากคุณสมบัติในการอ่อนตัวเพื่อเลี้ยวไปตามพื้นที่โค้งของท่อ โดยระบบขับเคลื่อนที่คล้ายกล้ามเนื้อมนุษย์สามารถยืดและตัวยกน้ำหนักได้ 500 กรัม เป็นจำนวนกว่า 5,000 ครั้ง ติดต่อกัน เพื่อช่วยในการเคลื่อนตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เป้าหมายการวิจัยพัฒนา คือ การสร้างหุ่นยนต์ที่มีพฤติกรรมและการเคลื่อนไหวเหมือนสิ่งมีชีวิต ซึ่งแตกต่างจากหุ่นยนต์ในปัจจุบันที่มักใช้แอคคูเอเตอร์ (Actuator) โครงสร้างแข็งที่ถูกใช้เป็นรากฐานสำคัญของการออกแบบหุ่นยนต์มานาน แต่ยังมีข้อจำกัดในด้านความยืดหยุ่น การปรับตัว และปัญหาในด้านความปลอดภัยหากใช้ในภารกิจที่ซับซ้อน เช่น ด้านการแพทย์

ที่มาของข้อมูล Therobotreport