นักวิจัยพัฒนากล้ามเนื้อเทียมที่ตรวจจับตัวเองได้อย่างก้าวล้ำ

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยควีนแมรีแห่งลอนดอนได้บุกเบิกความก้าวหน้าอันโดดเด่นในด้านไบโอนิค โดยได้พัฒนากล้ามเนื้อเทียมที่มีความฝืดแปรผันด้วยไฟฟ้าแบบใหม่ที่มีความสามารถในการรับรู้ตัวเอง เทคโนโลยีที่ปฏิวัติวงการนี้ดังที่เปิดเผยใน ระบบอัจฉริยะขั้นสูงย่อมาจากการเปลี่ยนแปลงโดเมนของหุ่นยนต์อ่อนและแอปพลิเคชันทางการแพทย์ ด้วยความสามารถในการเปลี่ยนระหว่างสถานะอ่อนและแข็งได้อย่างง่ายดายในขณะเดียวกันก็รับรู้แรงและการเสียรูป กล้ามเนื้อเทียมนี้เลียนแบบความยืดหยุ่นและความสามารถในการยืดของกล้ามเนื้อตามธรรมชาติ อำนวยความสะดวกในการรวมเข้ากับระบบหุ่นยนต์อ่อนที่ซับซ้อนและการปรับให้เข้ากับรูปร่างที่หลากหลาย

เทคโนโลยี Variable-Stiffness และศักยภาพของมัน

ดร. Ketao Zhang หัวหน้านักวิจัยและวิทยากรของ Queen Mary กล่าวว่า "การเสริมพลังให้กับหุ่นยนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหุ่นยนต์ที่ผลิตจากวัสดุที่ยืดหยุ่นได้ด้วยความสามารถในการตรวจจับตัวเองเป็นขั้นตอนสำคัญสู่ความฉลาดด้านไบโอนิคที่แท้จริง

กล้ามเนื้อเทียมใหม่ที่ทีมวิจัยคิดค้นขึ้นมีความทนทานอย่างน่าทึ่งด้วยความสามารถในการยืดเกิน 200% ตลอดแนวความยาว ทำให้เป็นกล้ามเนื้อเทียมที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

ความฝืดของกล้ามเนื้อเทียมนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็วโดยการปรับแรงดันไฟฟ้า ทำให้สามารถปรับค่าความฝืดได้อย่างต่อเนื่องโดยมีการเปลี่ยนแปลงความฝืดมากกว่า 30 ครั้ง คุณสมบัติที่ขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้านี้ให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญในแง่ของความเร็วในการตอบสนองที่เหนือกว่ากล้ามเนื้อเทียมอื่นๆ ยิ่งไปกว่านั้น กล้ามเนื้อสามารถตรวจสอบการเสียรูปของตัวเองผ่านการเปลี่ยนแปลงของแรงต้านทาน ทำให้ไม่ต้องจัดเซ็นเซอร์แยกต่างหาก ลดความซับซ้อนของกลไกการควบคุม และลดค่าใช้จ่าย

การผลิตที่เรียบง่ายและการใช้งานที่หลากหลาย

กระบวนการผลิตของกล้ามเนื้อเทียมที่รับรู้ได้เองนั้นตรงไปตรงมาและเชื่อถือได้ ท่อนาโนคาร์บอนผสมกับซิลิโคนเหลวโดยใช้เทคโนโลยีการกระจายตัวแบบอัลตราโซนิก แล้วเคลือบอย่างสม่ำเสมอเพื่อสร้างแคโทดชั้นบางๆ ซึ่งทำหน้าที่เป็นส่วนรับความรู้สึกของกล้ามเนื้อเทียมด้วย หลังจากการบ่มวัสดุที่เป็นของเหลวแล้ว กล้ามเนื้อเทียมที่มีความฝืดผันแปรที่รับรู้ได้เองทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้น

การใช้งานที่มีศักยภาพของเทคโนโลยีความฝืดแปรผันที่ยืดหยุ่นนี้มีมากมาย ขยายตั้งแต่หุ่นยนต์แบบอ่อนไปจนถึงการใช้งานทางการแพทย์ การผสานรวมอย่างไร้รอยต่อของเทคโนโลยีนี้กับร่างกายมนุษย์เปิดโอกาสสำหรับการช่วยเหลือบุคคลที่มีความพิการหรือผู้ป่วยในการปฏิบัติงานประจำวันที่จำเป็น ด้วยการผสานรวมกล้ามเนื้อเทียมที่รับรู้ได้เอง อุปกรณ์หุ่นยนต์ที่สวมใส่ได้จะสามารถตรวจสอบกิจกรรมของผู้ป่วยและให้แรงต้านโดยการปรับระดับความฝืด อำนวยความสะดวกในการฟื้นฟูการทำงานของกล้ามเนื้อระหว่างการฝึกฟื้นฟู

ดร.จางเน้นย้ำถึงความสำคัญของงานวิจัยนี้ โดยกล่าวว่า "ในขณะที่ยังมีความท้าทายที่ต้องแก้ไขก่อนที่หุ่นยนต์ทางการแพทย์เหล่านี้จะถูกนำไปใช้ในสถานพยาบาล งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงก้าวสำคัญสู่การรวมมนุษย์กับเครื่องจักร เป็นพิมพ์เขียวสำหรับการพัฒนาหุ่นยนต์ที่อ่อนนุ่มและสวมใส่ได้ในอนาคต”

การศึกษาที่ก้าวล้ำซึ่งดำเนินการโดยนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัย Queen Mary แห่งลอนดอน แสดงให้เห็นถึงความสำเร็จครั้งสำคัญในด้านไบโอนิค การพัฒนากล้ามเนื้อเทียมไฟฟ้าที่ตรวจจับตัวเองได้ถือเป็นก้าวสำคัญของความก้าวหน้าด้านหุ่นยนต์อ่อนและการใช้งานทางการแพทย์ นับเป็นก้าวสำคัญในการตระหนักถึงศักยภาพของเทคโนโลยีไบโอนิค