หุ่นยนต์สำรวจทะเลแบบใหม่ ผลิตไฟฟ้าได้เองแบบไม่มีวันหมด ?

การทำงานของหุ่นยนต์ต้องอาศัยพลังงานไฟฟ้า และล่าสุดมีบริษัทด้านเทคโนโลยีทางทะเลจากสหรัฐอเมริกาที่เคลมว่า สามารถทำให้หุ่นยนต์สำรวจใต้ท้องทะเลผลิตไฟฟ้าได้ตลอดไปด้วยตัวหุ่นยนต์เอง ไม่จำเป็นต้องมีคนไปชาร์จแบตเตอรี่ให้อีกต่อไป

ส่วนประกอบหุ่นยนต์สำรวจทะเลแบบใหม่จากสหรัฐอเมริกา

หุ่นยนต์ตัวนี้เป็นของบริษัทซีเทรก (Seatrec) ที่อดีตวิศวกรจากสถาบันวิจัย JPL (Jet Propulsion Lab) ของ NASA เป็นคนสร้างขึ้นมาเป็นหุ่นยนต์สำรวจพื้นทะเล (Seafloor) ทรงแบบทุ่นลอยน้ำ ที่ติดตั้งเซนเซอร์สำรวจไว้ 3 อย่าง ได้แก่

1. 1. Hydrophone หรือไมโครโฟนสำหรับใต้น้ำ
2. 2. Echosounder หรือเครื่องหยั่งน้ำ ที่ใช้เสียงสะท้อนวัดความลึกน้ำ
3. 3. ชุดเซนเซอร์ที่เรียกว่า CTD และ BGC ที่เอาไว้วัดความนำไฟฟ้า หรือ Conductivity วัดอุณหภูมิ หรือ Temperature วัดความลึก หรือ Depth และระบบติดตามวัฎจักรสารเคมีในระบบนิเวศ หรือ Biogeochemical

หุ่นยนต์สำรวจทะเลแบบใหม่ผลิตไฟฟ้าเองได้อย่างไร ?

ทั้ง 3 เซนเซอร์จะทำหน้าที่ในการสำรวจทะเลที่ระดับพื้นทะเล ซึ่งต้องดำลงไปและใช้พลังงานไฟฟ้า ซึ่งจุดนี้เองที่บริษัทได้นำนวัตกรรมใหม่ของ NASA ที่เรียกว่า อินฟินิต (infiniTE) มาใช้กับตัวหุ่นยนต์ด้วย

infiniTE เป็นหลักการที่เอาสารซึ่งมีจุดเดือดที่ต่ำ และมีการเพิ่มปริมาตรเมื่อแข็งตัวมาใช้เป็นตัวปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยใช้สารผสมที่ทำมาจากพาราฟฟิน (Paraffin) หรือสารกลุ่มเดียวกับน้ำมันตะเกียงที่ได้จากการกลั่นน้ำมันดิบ

เมื่อหุ่นยนต์ดำลงใต้ทะเล น้ำในทะเลลึกมีอุณหภูมิเพียง 4 องศาเซลเซียส แต่จุดเยือกแข็งของ Paraffin อยู่ที่ประมาณ 10 องศาเซลเซียส ซึ่งจะทำให้สารที่เริ่มแข็งตัวและขยายปริมาตรไปดันมอเตอร์ให้เกิดการหมุนเพื่อปั่นไฟ ซึ่งไฟที่ได้จะนำไปใช้งานและชาร์จแบตเตอรี่ภายในตัวหุ่นยนต์

กระบวนการนี้จะทำให้หุ่นยนต์มีไฟฟ้าเพียงพอสำหรับระยะเวลาประมาณ 6 วัน กับ 8 ชั่วโมง เมื่อหุ่นยนต์ขึ้นมาเหนือน้ำเพื่อส่งข้อมูลไปยังฐานภาคพื้นดิน ก็จะทำให้ Paraffin หลอมละลายอีกครั้ง แล้วก็วนเวียนกระบวนการเดิมเมื่อหุ่นยนต์ดำน้ำลงไปทำงานรอบใหม่

การพัฒนาและเป้าหมายของหุ่นยนต์สำรวจทะเลแบบใหม่

หุ่นยนต์ตัวนี้เริ่มผุดโปรเจ็กต์ตั้งแต่ปี 2011 และพัฒนาต้นแบบจนยื่นจดสิทธิบัตรได้ในปี 2016 ก่อนจะเริ่มเดินหน้าสู่การพัฒนาเชิงพาณิชย์ โดย Seatrec ซึ่งมีเป้าหมายในการใช้เป็นหุ่นยนต์สำรวจระยะยาวเพื่อลดการพึ่งพามนุษย์

โดยระบบเซนเซอร์ทั้ง 3 ตัวที่ติดตั้งในตัวหุ่นยนต์ สามารถใช้สำรวจข้อมูลการวิจัยใต้ทะเล เช่น การสำรวจลักษณะทางกายภาพของพื้นทะเล การเก็บข้อมูลสัตว์ทะเล ไปจนถึงการเก็บข้อมูลกระแสน้ำเพื่อทำนายเส้นทางพายุเฮอริเคนได้ 

ปัจจุบันทาง Seatrec ได้ลองทดสอบจริงแล้ว 1 ตัว ณ บริเวณใกล้กับหมู่เกาะฮาวายของสหรัฐอเมริกา และปี 2025 ก็มีแผนจะเพิ่มจำนวนหุ่นยนต์ หากดำเนินการสำเร็จทั้งหมดนี้ จะทำให้การสำรวจทะเลมีค่าใช้จ่ายที่ถูกลง จากการที่ลดการพึ่งพาเรือพี่เลี้ยงออกไปเก็บข้อมูลและเติมพลังงานให้กับหุ่นยนต์อย่างต่อเนื่อง

ข้อมูลจาก Interesting Engineering

ภาพจาก Setrec