ทีมจาก Johns Hopkins สร้างหุ่นยนต์เนื้อเจลที่ขับเคลื่อนด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ได้พัฒนาหุ่นยนต์เนื้อเจลที่สามารถคลานและขับเคลื่อนด้วยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและดีไซน์ใหม่ๆ หุ่นยนต์ใหม่นี้ช่วยให้หุ่นยนต์แบบอ่อนนุ่มมีความฉลาดมากขึ้น

การวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Science Robotics.

David Gracias เป็นผู้เขียนอาวุโสของงานวิจัยและเป็นศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีและชีวโมเลกุลที่จอห์นฮอปกินส์

“ดูเหมือนจะง่ายมาก แต่นี่คือวัตถุที่เคลื่อนที่โดยไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ ไม่ต้องใช้สาย ไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายพลังงานภายนอกใดๆ — เพียงแค่การบวมและหดตัวของเจล” Gracias กล่าว “การศึกษาของเราชี้ให้เห็นว่าการควบคุมรูปทรง ขนาด และรูปแบบของเจลสามารถปรับเปลี่ยนรูปทรงเพื่อให้มีความฉลาดในการเคลื่อนที่”

เทคโนโลยีหุ่นยนต์ใหม่และเกิดใหม่

ความไม่สามารถสร้างหุ่นยนต์จากวัสดุอ่อนนุ่มทำให้เกิดอุปสรรคในการค้นหาหุ่นยนต์ที่มีลักษณะเหมือนมนุษย์รวมถึงการประยุกต์ใช้ในด้านชีวภาพ หุ่นยนต์แบบดั้งเดิมถูกสร้างขึ้นจากเฟรมโลหะและพลาสติก ซึ่งไม่มีความยืดหยุ่นที่จำเป็นในการเคลื่อนไหวและเลียนแบบการเคลื่อนไหวของมนุษย์

เทคโนโลยีใหม่ๆ กำลังพยายามปรับเปลี่ยนและออกแบบวัสดุเหล่านี้ให้ใกล้เคียงกับส่วนประกอบของมนุษย์มากขึ้น แต่ยังคงเป็นเรื่องที่ต้องการการปรับปรุงอย่างมาก การเปลี่ยนไปใช้วัสดุอ่อนนุ่มที่มีฐานเชิงกลมากกว่าอาจเปิดโอกาสให้เกิดความก้าวหน้าในด้านชีวการแพทย์ ความพยายามร่วมกันในการสร้างหุ่นยนต์ระหว่างสาขาวิชาต่างๆ เป็นกุญแจสำคัญในการทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้น

เจลที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบหลัก

หนึ่งในวัสดุที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการสร้างหุ่นยนต์แบบอ่อนนุ่มคือเจลที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งนักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าสามารถบวมหรือหดตัวตามอุณหภูมิและสามารถใช้ในการสร้างโครงสร้างอัจฉริยะได้ ทีมจากจอห์นฮอปกินส์ได้แสดงให้เห็นครั้งแรกว่าการบวมและหดตัวของเจลเหล่านี้สามารถควบคุมได้เพื่อเคลื่อนหุ่นยนต์บนพื้นผิวหรือทำให้พวกมันคลานไปในทิศทางที่กำหนด

หุ่นยนต์เจลเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ และทีมงานกล่าวว่าพวกมันจะง่ายต่อการผลิตจำนวนมาก มีหลายๆ การใช้งานที่เป็นไปได้ เช่น การเคลื่อนที่บนพื้นผิวผ่านร่างกายมนุษย์เพื่อส่งยาที่มุ่งเป้า หรือสามารถใช้เป็นหุ่นยนต์ทะเลโดยการเฝ้าติดตามและลาดตระเวนบนผิวน้ำทะเล

Gracias ต้องการฝึกหุ่นยนต์เจลเหล่านี้ให้คลานตามการเปลี่ยนแปลงของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพและสารชีวเคมีของมนุษย์ รวมทั้งการทดสอบรูปทรงอื่นๆ และติดตั้งกล้องและเซ็นเซอร์บนร่างกายของพวกมัน