วันหนึ่งหุ่นยนต์คล้ายแมงกะพรุนสามารถทำความสะอาดมหาสมุทรของโลกได้
โดย:
SD
[IP: 45.152.182.xxx]
เมื่อ: 2023-04-27 15:56:54
ในการสร้างหุ่นยนต์ ทีมงานใช้แอคชูเอเตอร์อิเล็กโทรไฮโดรลิกซึ่งมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ตัวกระตุ้นทำหน้าที่เป็นกล้ามเนื้อเทียมที่ให้พลังงานแก่หุ่นยนต์ กล้ามเนื้อเหล่านี้ล้อมรอบด้วยเบาะลม เช่นเดียวกับส่วนประกอบที่อ่อนนุ่มและแข็ง ซึ่งจะทำให้หุ่นยนต์มีเสถียรภาพและทำให้กันน้ำได้ ด้วยวิธีนี้ไฟฟ้าแรงสูงที่ไหลผ่านแอคชูเอเตอร์จะไม่สามารถสัมผัสกับน้ำโดยรอบได้ แหล่งจ่ายไฟจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟเป็นระยะๆ ทำให้กล้ามเนื้อหดตัวและขยายตัว สิ่งนี้ทำให้หุ่นยนต์สามารถว่ายน้ำได้อย่างสง่างามและสร้างการหมุนวนใต้ลำตัวของมัน "เมื่อแมงกะพรุนว่ายขึ้นไป มันสามารถดักจับวัตถุต่างๆ ตามเส้นทางของมันได้ในขณะที่มันสร้างกระแสน้ำรอบตัวมัน ด้วยวิธีนี้ มันสามารถรวบรวมสารอาหารได้ด้วย หุ่นยนต์ของเราก็เช่นกัน ทำหน้าที่หมุนเวียนน้ำรอบตัวมัน ฟังก์ชั่นนี้มีประโยชน์ในการเก็บรวบรวมวัตถุ เช่น เศษขยะ จากนั้นจะสามารถขนส่งขยะขึ้นสู่พื้นผิวซึ่งสามารถนำไปรีไซเคิลได้ในภายหลัง นอกจากนี้ ยังสามารถเก็บตัวอย่างทางชีวภาพที่เปราะบาง เช่น ไข่ปลา ในขณะเดียวกันก็ไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยรอบ ด้วยพันธุ์สัตว์น้ำนั้นอ่อนโยนและเกือบจะปราศจากเสียงรบกวน” Tianlu Wang อธิบาย เขาเป็น postdoc ในแผนกข่าวกรองทางกายภาพที่ MPI-IS และเป็นผู้เขียนคนแรกของสิ่งพิมพ์ ผู้เขียนร่วมของเขา Hyeong-Joon Joo จาก Robotic Materials Department กล่าวต่อไปว่า "ประมาณ 70% ของขยะทะเลคาดว่าจะจมลงสู่ก้นทะเล พลาสติกคิดเป็นมากกว่า 60% ของขยะนี้ โดยใช้เวลาหลายร้อยปีในการย่อยสลาย ดังนั้นเราจึง เห็นความจำเป็นเร่งด่วนในการพัฒนาหุ่นยนต์เพื่อจัดการกับวัตถุต่างๆ เช่น ขยะ และเคลื่อนย้ายขึ้นไป เราหวังว่า สักวันหนึ่ง หุ่นยนต์ใต้น้ำจะสามารถช่วยทำความสะอาดมหาสมุทรของเราได้" บอตแมงกะพรุนมีความสามารถในการเคลื่อนที่และดักจับวัตถุต่างๆ หุ่นยนต์แต่ละตัวทำงานได้เร็วกว่าสิ่งประดิษฐ์อื่นๆ ที่เทียบเคียงได้ โดยมีความเร็วสูงสุดถึง 6.1 ซม./วินาที ยิ่งไปกว่านั้น Jellyfish-Bot ต้องการพลังงานอินพุตต่ำเพียงประมาณ 100 mW เท่านั้น และยังปลอดภัยสำหรับมนุษย์และปลา หากวันหนึ่งวัสดุโพลีเมอร์ที่เป็นฉนวนของหุ่นยนต์ขาดออกจากกัน ในขณะเดียวกัน เสียงรบกวนจากหุ่นยนต์ไม่สามารถแยกความแตกต่างจากระดับพื้นหลังได้ ด้วยวิธีนี้ Jellyfish-Bot โต้ตอบอย่างอ่อนโยนกับสภาพแวดล้อมโดยไม่รบกวนมัน เหมือนกับธรรมชาติของมัน หุ่นยนต์ประกอบด้วยหลายชั้น: บางชั้นทำให้ หุ่นยนต์ แข็งทื่อ บางชั้นทำหน้าที่เพื่อให้หุ่นยนต์ลอยน้ำหรือเป็นฉนวน ชั้นโพลิเมอร์เพิ่มเติมทำหน้าที่เป็นผิวหนังลอยน้ำ กล้ามเนื้อเทียมที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่เรียกว่า HASEL ฝังอยู่ตรงกลางของชั้นต่างๆ HASELs คือซองพลาสติกที่บรรจุอิเล็กทริกเหลวซึ่งถูกเคลือบด้วยอิเล็กโทรดบางส่วน การใช้ไฟฟ้าแรงสูงข้ามอิเล็กโทรดจะทำให้เกิดประจุบวก ในขณะที่น้ำรอบๆ จะถูกประจุเป็นลบ สิ่งนี้สร้างแรงระหว่างอิเล็กโทรดที่มีประจุบวกกับน้ำที่มีประจุลบ ซึ่งจะดันน้ำมันภายในถุงไปมา ทำให้ถุงหดตัวและคลายตัว คล้ายกับกล้ามเนื้อจริงๆ HASEL สามารถรักษาความเค้นทางไฟฟ้าสูงที่เกิดจากอิเล็กโทรดที่มีประจุไฟฟ้า และได้รับการปกป้องจากน้ำด้วยชั้นฉนวน นี้เป็นสิ่งสำคัญ, ขั้นตอนแรกคือการพัฒนา Jellyfish-Bot ด้วยอิเล็กโทรดเดียวที่มีหกนิ้วหรือแขน ในขั้นตอนที่สอง ทีมงานได้แบ่งอิเล็กโทรดเดี่ยวออกเป็นกลุ่มต่างๆ เพื่อสั่งงานโดยอิสระ "เราประสบความสำเร็จในการหยิบจับวัตถุโดยทำให้แขนสี่ข้างทำหน้าที่เป็นใบพัด และอีกสองแขนเป็นกริปเปอร์ หรือเราสั่งงานเพียงส่วนย่อยของแขนเพื่อบังคับหุ่นยนต์ไปในทิศทางต่างๆ นอกจากนี้ เรายังพิจารณาถึงวิธีที่เรา สามารถใช้งานหุ่นยนต์หลายตัวร่วมกันได้ ตัวอย่างเช่น เราเอาหุ่นยนต์สองตัวมาและให้พวกมันหยิบหน้ากากซึ่งเป็นเรื่องยากมากสำหรับหุ่นยนต์ตัวเดียว นอกจากนี้ หุ่นยนต์สองตัวยังสามารถทำงานร่วมกันในการแบกของหนัก อย่างไรก็ตาม ณ จุดนี้ หุ่นยนต์ของเรา Jellyfish-Bot ต้องการสายไฟ นี่เป็นข้อเสียเปรียบหากวันหนึ่งเราต้องการใช้มันในมหาสมุทรจริงๆ" Hyeong-Joon Joo กล่าว บางทีหุ่นยนต์ที่จ่ายไฟด้วยสายไฟอาจกลายเป็นอดีตในไม่ช้า "เรามีเป้าหมายที่จะพัฒนาหุ่นยนต์ไร้สาย โชคดีที่เราได้ก้าวแรกไปสู่เป้าหมายนี้ได้สำเร็จ เราได้รวมโมดูลการทำงานทั้งหมดเข้าด้วยกัน เช่น แบตเตอรี่และชิ้นส่วนสื่อสารไร้สาย เพื่อให้สามารถจัดการระบบไร้สายในอนาคตได้" Tianlu Wang กล่าวต่อ ทีมงานติดตั้งอุปกรณ์พยุงตัวที่ด้านบนของหุ่นยนต์ และแบตเตอรี่และไมโครคอนโทรลเลอร์ไว้ที่ด้านล่าง จากนั้นพวกเขาก็นำสิ่งประดิษฐ์ของตนไปว่ายน้ำในสระน้ำของวิทยาเขตมักซ์พลังค์ สตุทท์การ์ท และสามารถนำมันไปได้สำเร็จ อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ พวกเขาไม่สามารถสั่งให้หุ่นยนต์ไร้สายเปลี่ยนเส้นทางและว่ายน้ำไปทางอื่นได้
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
