นักวิจัยสร้างผิวเทียมแบบปลาหมึก

ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัย Penn State ได้ใช้คุณสมบัติของผิวปลาหมึก เช่น ปลาหมึก ปลิง และปลาหมึกกลายเป็นผิวเทียมที่มีความยืดหยุ่นและฉลาด ผิวเทียมมีลักษณะคล้ายกับผิวปลาหมึกในด้านความยืดหยุ่นและหน้าที่ของระบบประสาท และอาจใช้ได้ในหลาย ๆ ด้าน เช่น neurorobotics, skin prosthetics, artificial organs และอื่น ๆ

การวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Proceedings of the National Academy of Sciences ทีมวิจัยนี้นำโดย Cunjiang Yu, Dorothy Quiggle Career Development Associate Professor of Engineering Science and Mechanics และ Biomedical Engineering

การสร้างผิวปลาหมึก

ผิวปลาหมึกเป็นอวัยวะที่อ่อนนุ่มสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อน เช่น การขยาย การหดตัว การงอ และการบิด มัน cũngมีหน้าที่รับรู้และตอบสนองแบบปรับเปลี่ยนได้ ทำให้ผิวสามารถรับรู้แสง สี และสภาพอากาศ

ผิวเทียมประเภทนี้ไม่ใช่สิ่งใหม่ และมีการพัฒนารุ่นก่อนหน้านี้ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและรับรู้ที่คล้ายกัน แต่ Yu กล่าวว่าไม่มีผิวเทียมใดที่มีทั้งสองคุณสมบัติในเวลาเดียวกัน ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์ผิวเทียมที่มีความฉลาดและสามารถรับรู้ได้

“แม้ว่าจะมีการพัฒนาอุปกรณ์ผิวเทียมที่มีการพรางตัวหลายรุ่น แต่ก็ไม่มีการพัฒนาความสามารถในการรับรู้และตอบสนองแบบปรับเปลี่ยนได้ และวัสดุที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ก็ไม่มีความแข็งแรงทางกล” Yu กล่าว “อุปกรณ์สมองเทียมที่เราเพิ่งพัฒนามาได้สามารถทำงานแบบสมองและระบบประสาทเทียมได้ และยังคงรักษาคุณสมบัติเหล่านี้ได้แม้จะถูกยืดหรือบิด”

การบรรลุความฉลาดและความยืดหยุ่น

นักวิจัยตั้งเป้าหมายที่จะบรรลุความฉลาดและความยืดหยุ่นในเวลาเดียวกัน และพวกเขาทำได้โดยการสร้างทรานซิสเตอร์แบบซินแอปติกที่ทำจากวัสดุอีลาสโตเมอร์ ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ส่งสัญญาณที่สำคัญไปมาและทำงานในลักษณะที่คล้ายกับการเชื่อมต่อประสาท

Yu กล่าวว่าคำตอบในการสร้างอุปกรณ์ผิวเทียมประเภทนี้คือการใช้วัสดุอีลาสโตเมอร์แบบยืดหยุ่นสำหรับทุกส่วนของอุปกรณ์ ซึ่งทำให้อุปกรณ์สามารถแสดงและรักษาคุณสมบัติของระบบประสาทได้成功 อุปกรณ์สามารถแสดงคุณสมบัติเหล่านี้ได้ รวมถึงการรับรู้ภาพและจดจำแม้จะถูกยืดหรือบิด

“ด้วยการเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์ผิวเทียมที่มีความฉลาด การนำคุณสมบัติแบบปรับเปลี่ยนได้มาใช้ในอุปกรณ์เหล่านี้จะเปิดประตูสู่อนาคตที่มีเทคโนโลยีแบบชีวภาพมากขึ้น” Yu กล่าว “วิธีการนี้ในการนำคุณสมบัติแบบปรับเปลี่ยนได้มาใช้ในอุปกรณ์ผิวเทียมสามารถใช้ได้ในหลาย ๆ ด้าน รวมถึงการคำนวณแบบชีวภาพ การสร้างอุปกรณ์เทียม และการสร้างผิวเทียมสำหรับระบบที่มีความฉลาดในอนาคต”

การวิจัยนี้ยังรวมถึงผู้ร่วมวิจัย Hyunseok Shim, Seonmin Jang และ Shubham Patel จากภาควิชาวิศวกรรมศาสตร์และกลศาสตร์ มหาวิทยาลัย Penn State; Anish Thukral และ Bin Kan, University of Houston Department of Mechanical Engineering; Seongsik Jeong, Hyeson Jo และ Hai-Jin Kim, Gyeongsang National University School of Mechanical and Aerospace Engineering; Guodan Wei, Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute; และ Wei Lan, Lanzhou University School of Physical Science and Technology