หุ่นยนต์ที่มีกล้ามเนื้อมีชีวิตเดินในน้ำ

หุ่นยนต์ไบโอไฮบริดสองขา ของญี่ปุ่น สูงเพียง 3 ซม. สามารถเคลื่อนไหวและเปลี่ยนทิศทางในน้ำได้ด้วยการเกร็งกล้ามเนื้อ

นักวิทยาศาสตร์ ชาวญี่ปุ่นได้สร้างหุ่นยนต์สองขาขนาดเล็กที่ผสานรวมทั้งเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อและวัสดุเทียมเข้าด้วยกัน และสามารถเดินและเปลี่ยนทิศทางได้ด้วยการเกร็งกล้ามเนื้อ นิตยสาร New Scientist รายงานเมื่อวันที่ 26 มกราคม งานวิจัยใหม่นี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Matter

ก่อนหน้านี้ หุ่นยนต์ไบโอไฮบริดบางรุ่นที่สามารถคลานและว่ายน้ำได้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้กล้ามเนื้อที่พัฒนาในห้องปฏิบัติการ อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์รุ่นใหม่นี้เป็นหุ่นยนต์สองขาตัวแรกที่สามารถหมุนตัวและเลี้ยวได้อย่างแม่นยำ โดยส่งกระแสไฟฟ้าไปยังขาข้างหนึ่งเพื่อให้กล้ามเนื้อหดตัว ในขณะที่ขาอีกข้างหนึ่งยังคงนิ่งอยู่ กล้ามเนื้อนี้ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นไบโอไฮบริด ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแรงทางกล

หุ่นยนต์ตัวนี้ซึ่งมีความสูงเพียง 3 เซนติเมตร ปัจจุบันไม่สามารถยืนได้ด้วยตัวเองในอากาศ และมีทุ่นโฟมที่ช่วยให้มันยืนในถังน้ำได้ กล้ามเนื้อของมันได้รับการเพาะเลี้ยงจากเซลล์หนูในห้องทดลอง

“นี่เป็นเพียงการวิจัยขั้นพื้นฐานเท่านั้น เรายังไม่ถึงขั้นที่สามารถนำหุ่นยนต์ตัวนี้ไปใช้ที่ไหนได้ เพื่อให้มันทำงานในอากาศได้ เราจำเป็นต้องแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องหลายอย่าง แต่เราเชื่อว่าสามารถทำได้โดยการเพิ่มความแข็งแรงของกล้ามเนื้อ” โชจิ ทาเคอุจิ สมาชิกทีมจากมหาวิทยาลัยโตเกียวกล่าว

หุ่นยนต์ยังคงช้ามากเมื่อเทียบกับมาตรฐานของมนุษย์ โดยเคลื่อนที่เพียง 5.4 มิลลิเมตรต่อนาที หุ่นยนต์ยังใช้เวลามากกว่าหนึ่งนาทีในการหมุน 90 องศา เนื่องจากได้รับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าทุกห้าวินาที เพื่อที่จะเดินในอากาศแทนน้ำ หุ่นยนต์ยังต้องการระบบจ่ายสารอาหารเพื่อให้เนื้อเยื่อกล้ามเนื้อมีชีวิตอยู่

ทาเคอุจิหวังว่าทีมงานจะสามารถทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้เร็วขึ้นด้วยการปรับปรุงรูปแบบการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าและปรับปรุงการออกแบบ “ขั้นตอนต่อไปของหุ่นยนต์ไบโอไฮบริดนี้คือการพัฒนาหุ่นยนต์ที่มีข้อต่อและเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อเพิ่มเติมเพื่อให้เดินได้อย่างคล่องแคล่วมากขึ้น นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องพัฒนากล้ามเนื้อให้หนาขึ้นเพื่อเพิ่มความแข็งแรง” เขากล่าว

“หุ่นยนต์ไบโอไฮบริดเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์สำหรับการศึกษาเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม รวมถึงการศึกษาวิธีการควบคุมตัวกระตุ้นทางชีวภาพ เมื่อแรงและการควบคุมได้รับการปรับปรุงผ่านการวิจัยประเภทนี้ ศักยภาพของตัวกระตุ้นดังกล่าวในการนำไปประยุกต์ใช้กับหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนมากขึ้นก็จะเพิ่มมากขึ้น” วิคตอเรีย เว็บสเตอร์-วูด ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน กล่าว

ทู่ เทา (อ้างอิงจาก New Scientist )

ลิงค์ที่มา