นักวิจัยพัฒนากล้ามเนื้อเทียมแบบใหม่ที่ตรวจวัดตนเองได้

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลอนดอน ควีนแมรี ได้ทำการค้นพบสิ่งใหม่ที่น่าตื่นเต้นในด้านไบโอนิกส์ โดยการพัฒนากล้ามเนื้อเทียมไฟฟ้ารูปแบบใหม่ที่มีการตรวจวัดตนเองและความแข็งที่ปรับเปลี่ยนได้ โดยเทคโนโลยีนี้ได้รับการเปิดเผยใน Advanced Intelligent Systems และมีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงสาขาหุ่นยนต์อ่อนและการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ โดยมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงระหว่างสถานะอ่อนและแข็งได้อย่างง่ายดาย และสามารถรับรู้แรงและการเปลี่ยนรูปได้ ทำให้กล้ามเนื้อเทียมนี้สามารถเลียนแบบความยืดหยุ่นและความสามารถในการขยายตัวของกล้ามเนื้อธรรมชาติได้ ซึ่งจะช่วยให้สามารถรวมเข้ากับระบบหุ่นยนต์อ่อนที่ซับซ้อนและปรับให้เข้ากับรูปแบบต่างๆ ได้

เทคโนโลยีการตรวจวัดตนเองและความแข็งที่ปรับเปลี่ยนได้

“การให้ความสามารถในการตรวจวัดตนเองแก่โรบอต โดยเฉพาะโรบอตที่ทำจากวัสดุอ่อนนุ่ม เป็นขั้นตอนที่สำคัญในการพัฒนาความฉลาดของไบโอนิกส์” ดร. Ketao Zhang ผู้วิจัยหลักและอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยควีนแมรี กล่าว

กล้ามเนื้อเทียมใหม่ที่พัฒนาโดยทีมวิจัยมีความทนทานสูง โดยมีความสามารถในการยืดตัวเกิน 200% ในทิศทางความยาว ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานต่างๆ

ความแข็งของกล้ามเนื้อเทียมสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างรวดเร็วโดยการปรับแรงดันไฟฟ้า ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนความแข็งได้อย่างต่อเนื่อง โดยมีการเปลี่ยนแปลงความแข็งเกิน 30 เท่า การขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้านี้ตอบสนองได้รวดเร็วกว่ากล้ามเนื้อเทียมชนิดอื่น นอกจากนี้ยังตรวจวัดการเปลี่ยนรูปของตัวเองผ่านการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน จึงไม่ต้องจัดเซ็นเซอร์แยก ช่วยให้กลไกควบคุมเรียบง่ายขึ้นและลดต้นทุน

การผลิตที่ง่ายและใช้งานได้หลากหลาย

กระบวนการผลิตกล้ามเนื้อเทียมที่มีการตรวจวัดตนเองนี้เป็นกระบวนการที่ง่ายและเชื่อถือได้ โดยใช้การผสมคาร์บอนนาโนทิวบ์เข้ากับซิลิโคนเหลวโดยใช้เทคโนโลยีการกระจายอัลตราโซนิก และทาเป็นชั้นบางๆ เพื่อสร้างคาท็อดที่มีการตรวจวัดตนเอง หลังจากนั้นจะทำให้วัสดุเหลวแข็งตัวเพื่อสร้างกล้ามเนื้อเทียมที่มีการตรวจวัดตนเองและความแข็งที่ปรับเปลี่ยนได้

การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการตรวจวัดตนเองและความแข็งที่ปรับเปลี่ยนได้นี้มีศักยภาพที่จะใช้ได้หลากหลาย ตั้งแต่หุ่นยนต์อ่อนไปจนถึงการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ โดยสามารถรวมเข้ากับร่างกายมนุษย์ได้อย่างราบรื่น และเปิดโอกาสให้สามารถช่วยเหลือบุคคลที่มีความพิการหรือผู้ป่วยในการทำกิจกรรมประจำวัน โดยการรวมกล้ามเนื้อเทียมที่มีการตรวจวัดตนเองเข้ากับอุปกรณ์โรบอติกส์ที่สวมใส่จะช่วยให้สามารถตรวจสอบกิจกรรมของผู้ป่วยและให้ความต้านทานโดยการปรับเปลี่ยนความแข็ง ซึ่งจะช่วยในการฟื้นฟูการทำงานของกล้ามเนื้อระหว่างการฝึกฟื้นฟูสมรรถภาพ

ดร. Zhang เน้นย้ำถึงความสำคัญของการวิจัยนี้ โดยกล่าวว่า “แม้ว่าจะยังมีความท้าทายที่ต้องเผชิญก่อนที่โรบอตเหล่านี้จะสามารถใช้งานได้ในสถานพยาบาล แต่การวิจัยนี้เป็นขั้นตอนที่สำคัญในการบูรณาการระหว่างมนุษย์และเครื่องจักร และเป็นแนวทางต้นแบบสำหรับการพัฒนาหุ่นยนต์ที่อ่อนนุ่มและสามารถสวมใส่ในอนาคต”

การวิจัยที่น่าตื่นเต้นนี้ที่ดำเนินการโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยลอนดอน ควีนแมรี เป็นก้าวสำคัญในด้านไบโอนิกส์ โดยการพัฒนากล้ามเนื้อเทียมไฟฟ้ารูปแบบใหม่ที่มีการตรวจวัดตนเองและความแข็งที่ปรับเปลี่ยนได้ เปิดโอกาสให้เกิดความก้าวหน้าในด้านหุ่นยนต์อ่อนและการประยุกต์ใช้ในทางการแพทย์ และเป็นขั้นตอนที่สำคัญในการพัฒนาความสามารถของเทคโนโลยีไบโอนิกส์