โรบอทนุ่ม 4D-Printed ที่สามารถประกอบตัวเองได้

นักวิจัยจาก Cell Press ได้พัฒนาโรบอทนุ่ม 4D-Printed ที่สามารถประกอบตัวเองได้เมื่อถูกทำให้ร้อน สามารถทำงานได้ เช่น การกลิ้งไปข้างหน้าและเดินผ่านภูมิประเทศที่ไม่แน่นอน

ตัวต้นแบบที่มีรูปทรงเป็นท่อถูกนำเสนอในสมการ Matter เมื่อวันที่ 22 กันยายน

เว่ย เฟิง เป็นนักวิทยาศาสตร์วัสดุจากมหาวิทยาลัยเทียนจินในประเทศจีนและเป็นผู้เขียนบทความหลัก

“เหมือนแมลงมีหนวด โรบอทสามารถข้ามอุปสรรคเล็กๆ ได้ แต่เมื่ออุปสรรคสูงเกินไป มันจะเปลี่ยนทาง” เฟิงกล่าว “กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นโดยไม่มีการแทรกแซงหรือควบคุมจากมนุษย์”

4D-Printed ด้วยมิติที่สี่

โรบอทเริ่มต้นเป็นแผ่นสี่เหลี่ยมที่ 3D-Printed จากวัสดุพลาสติกที่สามารถยืดหยุ่นได้ เมื่อผิวด้านล่างของแผ่นถูกทำให้ร้อน โรบอทจะบิดเป็นท่อที่คล้ายกับใบสปริง สาเหตุที่โรบอทนี้ถูกเรียกว่า 4D-Printed ไม่ใช่ 3D-Printed คือการเปลี่ยนแปลงรูปทรงภายใต้การกระตุ้นจากภายนอกที่เพิ่มมิติเวลาเป็นมิติที่สี่

การแตะต้องกับพื้นผิวร้อนทำให้เกิดแรงตึงในโรบอทหลังจากที่มันบิดเป็นท่อ สิ่งนี้ทำให้โรบอทกลิ้งไปในหนึ่งทาง โดยมีแรงขับเคลื่อนที่รุนแรงมาก จนสามารถปีนขึ้นไปบนพื้นที่เอียง 20 องศา หรือยกน้ำหนักที่มากกว่าน้ำหนักของตัวมันเองถึง 40 เท่า ความเร็วของโรบอทขึ้นอยู่กับความยาว โดยโรบอทที่ยาวกว่าจะกลิ้งเร็วกว่าโรบอทที่สั้นกว่า

ทดสอบโรบอท

นักวิจัยได้ตั้งโรบอทให้ทำงานและแสดงความสามารถของมันขณะถูกบันทึก วิดีโอหนึ่งรวมถึงการแข่งขันระหว่างโรบอทขนาดต่างๆ และอีกวิดีโอหนึ่งที่โรบอทกำลังลากเกวียน ในวิดีโอนี้ โรบอทยังแสดงให้เห็นว่ามันสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมตามสภาพแวดล้อมได้ หากโรบอทพบกับอุปสรรคที่ท้าทาย มันสามารถทำสิ่งต่างๆ เช่น ปีนขึ้นบันไดหรือเปลี่ยนทิศทาง

ผู้เขียนบทความหลัก เฟิง ตกใจกับการกระทำของโรบอท

“เราได้ประมวลผลวัสดุพลาสติกเหล่านี้ให้เป็นตัวอย่างที่มีรูปร่างต่างๆ ผ่านการ 4D-Printed และกระตุ้นตัวอย่างเหล่านี้ด้วยแสง ความร้อน และไฟฟ้าเพื่อสังเกตการตอบสนอง” เขากล่าว “เราได้พบปรากฏการณ์ขับเคลื่อนมากมายนอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงรูปทรง”

ตามนักวิจัย โรบอทเหล่านี้สามารถใช้ทำงานในพื้นที่แคบและปิดในอนาคต เช่น ในท่อ มันสามารถทำงานในสภาพที่รุนแรง เช่น พื้นผิวร้อนจัด

“เราหวังว่าโรบอทนุ่มจะไม่ถูกจำกัดให้ใช้เพียงแอคชูเอเตอร์แบบง่ายๆ ที่สามารถเปลี่ยนรูปทรงได้เพียงในตำแหน่งที่กำหนด” เฟิงกล่าว