โรบอทอ่อนนุ่มตรวจจับและซ่อมแซมความเสียหายได้ด้วยตนเอง

ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ได้พัฒนาโรบอทอ่อนนุ่มที่สามารถตรวจจับได้ว่าเกิดความเสียหายเมื่อใดและที่ไหน แล้วซ่อมแซมตัวเองได้ทันที

การวิจัย ” Autonomous self-healing optical sensors for damage intelligent soft-bodied systems ” ถูกตีพิมพ์ใน Science Advances

การสร้างโรบอทที่ทนทานและคล่องตัวมากขึ้น

Rob Shepherd เป็นรองศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมเครื่องกลและอวกาศ

“ห้องปฏิบัติการของเรามักพยายามสร้างโรบอทที่ทนทานและคล่องตัวมากขึ้น เพื่อให้สามารถทำงานได้นานขึ้นและมีความสามารถมากขึ้น” เขากล่าว “หากคุณสร้างโรบอทให้ทำงานได้นาน พวกมันจะสะสมความเสียหาย และเราจะต้องหาวิธีให้พวกมันซ่อมแซมหรือจัดการกับความเสียหายนั้น”

ห้องปฏิบัติการ Organic Robotics ของศาสตราจารย์เป็นผู้รับผิดชอบในการพัฒนาเซ็นเซอร์ไฟเบอร์-ออปติกที่ยืดหยุ่นได้สำหรับใช้ในโรบอทอ่อนนุ่มและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง พวกมันสามารถใช้ในหลายวิธี รวมถึงเทคโนโลยีสำหรับผิวหนังและเครื่องแต่งกาย

ตามคำกล่าวของ Shepard ขั้นตอนแรกสำหรับการซ่อมแซมด้วยตนเองคือการทำให้โรบอทสามารถระบุได้ว่าอะไรต้องซ่อมแซม เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ทีมงานได้สร้างเทคนิคใหม่ที่ใช้เซ็นเซอร์ไฟเบอร์-ออปติกคู่กับไฟ LED ที่สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยบนพื้นผิวของโรบอท

เซ็นเซอร์เหล่านี้ถูกผสมกับพอลียูเรทาน ยูเรีย อีลาสโตเมอร์ที่มีพันธะไฮโดรเจน ซึ่งช่วยให้สามารถซ่อมแซมได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังมีการแลกเปลี่ยนไดซัลฟाइडที่เพิ่มความแข็งแรง

ระบบ SHeaLDS ที่ซ่อมแซมด้วยตนเอง

ระบบใหม่นี้ถูกใช้ในการสร้าง SHeaLDS ซึ่งเป็นไกด์แสงอ่อนนุ่มที่สามารถซ่อมแซมด้วยตนเองสำหรับการตรวจจับแบบไดนามิก พวกมันให้โรบอทอ่อนนุ่มที่ทนทานต่อความเสียหายและสามารถซ่อมแซมด้วยตนเองจากการตัดที่อุณหภูมิห้องโดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากภายนอก

นักวิจัยได้ติดตั้ง SHeaLDS ในโรบอทอ่อนนุ่มที่มีลักษณะคล้ายปลาดาวสี่ขา พวกเขายังติดตั้งการควบคุมแบบฟีดแบ็กและเจาะขาข้างหนึ่งของมันหกครั้ง โรบอทสามารถตรวจจับความเสียหายและซ่อมแซมการเจาะแต่ละครั้งในเวลาประมาณหนึ่งนาที และสามารถปรับเปลี่ยนการเดินของมันตามความเสียหายนั้นได้อย่างอิสระ

แม้ว่าวัสดุจะทนทานและต้านทานได้ดี แต่ก็ไม่ใช่วัสดุที่ไม่สามารถทำลายได้

“พวกมันมีคุณสมบัติคล้ายกับผิวหนังของมนุษย์” Shepherd กล่าว “คุณไม่สามารถซ่อมแซมได้ดีจากการเผาไหม้ หรือจากสิ่งที่มีกรดหรือความร้อน เพราะ สิ่งเหล่านั้นจะเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมี แต่เราสามารถซ่อมแซมได้ดีจากการตัด”

ทีมงานจะพยายามรวม SHeaLDS กับอัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องจักรที่สามารถรู้จำเหตุการณ์สัมผัสเพื่อสร้างโรบอทที่ทนทานและมีผิวหนังที่สามารถซ่อมแซมด้วยตนเองได้ ผิวหนังเดียวกันนั้นยังสามารถใช้ในการรับรู้สิ่งแวดล้อมและทำงานได้หลากหลาย