โรบอทที่ยืดตัวได้เหมือนพืช

วิศวกรจาก MIT ได้ออกแบบโรบอทที่สามารถยืดตัวออกไปเหมือนพืช โดยมีหางที่คล้ายกับโซ่ โรบอทสามารถเปลี่ยนรูปทรงได้หลายรูปแบบ และมีความแข็งแรงพอที่จะรองรับน้ำหนักหรือใช้แรงบิดในการประกอบชิ้นส่วนในพื้นที่แคบๆ หลังจากทำงานเสร็จสิ้น โรบอทสามารถดึงหางกลับเข้าไปและยืดออกมาใหม่ด้วยความยาวและรูปทรงที่ต่างออกไป

โรบอทที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้สามารถสร้างความแตกต่างในพื้นที่ เช่น ในคลังสินค้า โดยที่โรบอทส่วนใหญ่ไม่สามารถเข้าไปในพื้นที่แคบๆ ได้ โรบอทที่คล้ายพืชสามารถใช้ในการจับผลิตภัณฑ์ที่อยู่ด้านหลังของชั้นวาง และสามารถเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนของเครื่องยนต์รถยนต์เพื่อถอดฝา油ได้

การออกแบบได้รับแรงบันดาลใจจากพืชและกระบวนการเติบโต โดยที่สารอาหารจะถูกส่งไปยังปลายของพืชในรูปของของเหลว เมื่อถึงปลายแล้ว สารอาหารจะถูกเปลี่ยนเป็นวัสดุแข็งซึ่งจะสร้างลำต้นของพืชขึ้นมา

โรบอทที่คล้ายพืชมี “จุดเติบโต” หรือกล่องเกียร์ ซึ่งดึงโซ่ของบล็อกที่เชื่อมต่อกันเข้าไปในกล่อง เมื่อเข้าไปแล้ว เกียร์จะล็อกยูนิตของโซ่เข้าด้วยกันและปล่อยโซ่ออกมาเป็นลำดับจนกระทั่ง形成เป็นหางที่แข็งแรง

ทีมวิศวกร

โรบอทใหม่นี้ได้ถูกนำเสนอในสัปดาห์นี้ที่การประชุม IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) ที่มาเก๊า ในอนาคต ทีมวิศวกรต้องการเพิ่มเครื่องมือจับภาพและเซ็นเซอร์ที่สามารถติดตั้งบนกล่องเกียร์ได้ ซึ่งจะทำให้โรบอทสามารถขันสกรูหลวมหลังจากที่เคลื่อนผ่านระบบขับเคลื่อนของเครื่องบินได้ และสามารถจับผลิตภัณฑ์โดยไม่ทำให้สิ่งแวดล้อมใกล้เคียงเสียหาย

Harry Asada เป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลที่ MIT

“ลองนึกถึงการเปลี่ยนน้ำมันเครื่องรถยนต์ของคุณ” Asada กล่าว “หลังจากที่คุณเปิดฝาเครื่องยนต์ คุณจะต้องมีความยืดหยุ่นเพียงพอในการเลี้ยวซ้ายและขวาเพื่อไปถึงตัวกรองน้ำมัน และจากนั้นคุณจะต้องมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะบิดฝาตัวกรองน้ำมันเพื่อถอดออก”

Tongxi Yan เป็นอดีตนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในห้องปฏิบัติการของ Asada และเขาเป็นผู้นำการทำงาน

“ตอนนี้เรามีโรบอทที่สามารถทำภารกิจดังกล่าวได้” เขากล่าว “มันสามารถเติบโต ถอยกลับ และเติบโตอีกครั้งด้วยรูปทรงที่ต่างออกไป เพื่อปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม”

ทีมวิศวกรยังประกอบด้วยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก MIT Emily Kamienski และนักวิจัย Seiichi Teshigawara

โรบอทที่คล้ายพืช

หลังจากที่กำหนดลักษณะการเติบโตของพืชแล้ว ทีมได้พยายามนำไปใช้กับโรบอท

“การนำไปใช้ของโรบอทนั้นต่างไปจากพืชจริงๆ แต่มันแสดงให้เห็นถึงฟังก์ชันเดียวกันในระดับนามธรรม” Asada กล่าว

กล่องเกียร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อแสดงถึง “จุดเติบโต” ของโรบอท ซึ่งเป็นเหมือนกับปลายของพืช นั่นคือที่ที่สารอาหารส่วนใหญ่จะไหลเข้าไป และปลายจะสร้างลำต้นของพืชขึ้นมา กล่องเกียร์ประกอบด้วยระบบเกียร์และมอเตอร์ และพวกมันดึงวัสดุเหลวเข้ามา สำหรับโรบอทนี้ วัสดุเหลวคือชุดของยูนิตพลาสติก 3 มิติที่เชื่อมต่อกัน

โรบอทสามารถถูกตั้งโปรแกรมให้เลือกยูนิตที่จะล็อกเข้าด้วยกันและยูนิตที่จะปล่อยออกมา ซึ่งช่วยให้สามารถสร้างรูปทรงและ “เติบโต” ในทิศทางที่ต้องการ

“มันสามารถล็อกในหลายๆ ที่เพื่อทำให้โค้งในหลายๆ วิธี และมีการเคลื่อนไหวที่หลากหลาย” Yan กล่าว

โซ่สามารถรองรับน้ำหนักหนึ่งปอนด์ได้เมื่อล็อกและแข็งแรง หากมีการติดตั้งเครื่องมือจับ นักวิจัยเชื่อว่ามันจะสามารถเติบโตได้ยาวพอที่จะเคลื่อนผ่านพื้นที่แคบๆ และทำภารกิจ เช่น การถอดฝา