โรบอตขนาดเล็กสามารถล้างอนุภาคออกจากน้ำและขนส่งเซลล์

นักวิจัยจาก Eindhoven University of Technology ได้พัฒนาโรบอตพลาสติกขนาดเล็กที่สามารถดึงดูดและจับอนุภาคในน้ำได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการขนส่งเซลล์เพื่อวิเคราะห์ในอุปกรณ์วินิจฉัย

การวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร PNAS

โรบอต

โรบอตขนาดเล็กนี้ทำจากพอลิเมอร์ที่สามารถควบคุมได้ด้วยแสงและแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังถูกเรียกว่า “wireless aquatic polyp” ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากปอลิปคอรัลในธรรมชาติ ซึ่งพบในแนวปะการังและมีหนวด

ในโลกแห่งความเป็นจริง ปอลิปที่มีชีวิตสามารถเคลื่อนไหวได้โดยการสร้างกระแสน้ำที่ดึงดูดอนุภาคอาหาร

ตามคำกล่าวของ Marina Pilz Da Cunha ผู้สมัครปริญญาเอก “ฉันถูก启發จากการเคลื่อนไหวของปอลิปคอรัลเหล่านี้ โดยเฉพาะความสามารถในการโต้ตอบกับสิ่งแวดล้อมผ่านกระแสน้ำที่สร้างขึ้นเอง”

ปอลิปประดิษฐ์ใหม่นี้มีขนาด 1 ซม. x 1 ซม. โดยลำต้นจะตอบสนองต่อแม่เหล็กและหนวดจะถูกควบคุมโดยแสง

การผสมผสานสองกระบวนการกระตุ้นที่แตกต่างกันคือสิ่งที่หายาก เนื่องจากต้องใช้การเตรียมและประกอบวัสดุอย่างระมัดระวัง แต่ก็น่าสนใจสำหรับการสร้างโรบอตที่ไม่ต้องเชื่อมต่อ เนื่องจากสามารถเปลี่ยนรูปและทำงานที่ซับซ้อนได้” Pilz Da Cunha กล่าว

ในการควบคุมหนวด จะใช้แสงสว่างที่มีความยาวคลื่นต่างๆ เมื่อใช้แสงยูวี หนวดจะ “จับ” และเมื่ออยู่ภายใต้แสงสีน้ำเงิน จะ “ปล่อย”

ใต้น้ำ

ปอลิปประดิษฐ์สามารถจับและปล่อยวัตถุใต้น้ำได้ โรบอตใหม่นี้เป็นการพัฒนาต่อจากโรบอตขนาดเล็กที่นำเสนอโดยนักวิจัยในตอนต้นของปี ซึ่งสามารถส่งแพ็คเกจโดยการนำทางด้วยแสง

โรบอตบนพื้นดินไม่สามารถทำงานใต้น้ำได้ เนื่องจากพอลิเมอร์ทำงานผ่านผลกระทบทางความร้อน ในทางกลับกัน โรบอตบนพื้นดินใช้พลังงานจากความร้อนที่เกิดจากแสง ไม่ใช่แสงเอง

“ความร้อนจะกระจายออกไปในน้ำ ทำให้ไม่สามารถควบคุมโรบอตใต้น้ำได้” Pilz Da Cunha กล่าว

ด้วยข้อมูลนี้ นักวิจัยได้พัฒนาวัสดุพอลิเมอร์แบบโฟโตเมคานิกที่สามารถควบคุมได้ด้วยแสงเท่านั้น ไม่ใช่ความร้อน

การพัฒนาที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของโรบอตใหม่นี้คือสามารถรักษารูปร่างที่เปลี่ยนแปลงหลังจากถูกกระตุ้นด้วยแสงได้ หลังจากที่กระบวนการกระตุ้นถูกถอดออก วัสดุโฟโตเทอร์มัลจะกลับสู่รูปร่างเดิม แต่โมเลกุลในวัสดุโฟโตเมคานิกจะเข้าสู่สถานะใหม่ ทำให้รักษารูปร่างที่เสถียรได้นานขึ้น

“สิ่งนี้ช่วยควบคุมกริปเปอร์_arm; เมื่อจับวัตถุได้แล้ว โรบอตสามารถรักษาวัตถุนั้นไว้จนกว่าจะถูกกระตุ้นด้วยแสงอีกครั้งเพื่อปล่อยมัน” Pilz Da Cunha กล่าว

https://www.youtube.com/watch?v=QYklipdzesI&feature=emb_logo

ดึงดูดอนุภาค

มีแม่เหล็กหมุนอยู่ใต้โรบอต ซึ่งช่วยให้ลำต้นสามารถหมุนรอบแกนได้

ตาม Pilz Da Cunha “ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเคลื่อนย้ายวัตถุลอยน้ำเข้าหาปอลิปในกรณีของเรา ลูกกลมของน้ำมัน”

การไหลของของเหลวสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการวางตำแหน่งของหนวด

“การจำลองแบบคอมพิวเตอร์ โดยใช้ตำแหน่งหนวดที่แตกต่างกัน ในที่สุดก็ช่วยให้เราเข้าใจและทำการเคลื่อนไหวของลำต้นให้ถูกต้อง และ ‘ดึงดูด’ ลูกกลมของน้ำมันเข้าหาหนวด” Pilz Da Cunha กล่าว

โรบอตสามารถทำงานได้ไม่ว่าสิ่งแวดล้อมของของเหลวจะอยู่ในสถานะใดก็ตาม ซึ่งตรงกันข้ามกับไฮโดรเจลที่มักใช้ในอุปกรณ์ใต้น้ำ ซึ่งไวต่อสิ่งแวดล้อม

“โรบอตของเรายังทำงานในน้ำเค็มหรือน้ำที่มีสิ่งปนเปื้อน และสามารถดึงอนุภาคออกจากน้ำโดยการจับพวกมันด้วยหนวด” Pilz Da Cunha กล่าว

นักวิจัยกำลังทำงานเกี่ยวกับการทำให้ปอลิปต่างๆ ร่วมมือกัน โดยมีความเป็นไปได้ที่ปอลิปหนึ่งสามารถส่งแพ็คเกจไปยังปอลิปอื่นได้ พวกเขากำลังพัฒนาโรบอตที่สามารถว่ายน้ำซึ่งสามารถใช้ในการใช้งานทางชีวการแพทย์ได้