หุ่นยนต์ปลาขนาดเล็กกำจัดไมโครพลาสติกในทะเลแก้ปัญหาสิ่งแวดล้อม

ปัญหาขยะไมโครพลาสติกขนาดเล็กกลายเป็นปัญหาสำคัญที่กระทบต่อสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ รวมไปถึงมนุษย์ต้นเหตุของปัญหาดังกล่าว ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ค้นพบไมโครพลาสติกในพื้นที่ต่าง ๆ ของโลก เช่น เทือกเขาสูง มหาสมุทร ทวีปแอนตาร์กติก สัตว์ทะเลและในร่างกายมนุษย์ ด้วยขนาดที่เล็กของขยะไมโครพลาสติกซึ่งยากต่อตรวจพบเพื่อทำลาย นับเป็นภัยคุกคามที่จำเป็นต้องหาแนวทางแก้ไขอย่างเร่งด่วน

ทีมนักวิจัย Nano Letter จากสมาคมวิทยาศาสตร์เคมี ประเทศสหรัฐอเมริกา กำลังวิจัยพัฒนาหุ่นยนต์ปลาจิ๋วขนาดเล็กที่ถูกกระตุ้นด้วยลำแสงให้สามารถว่ายน้ำได้เพื่อกำจัดไมโครพลาสติกขนาดเล็กออกจากสิ่งแวดล้อม

นักวิจัยได้ใช้วัสดุชนิดใหม่ในการสร้างหุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วจากเดิมที่ใช้ไฮโดรเจล (Hydrogel) และอีลาสโตเมอร์ (Elastomer) ซึ่งมีลักษณะนิ่มยืดหยุ่นแต่มีข้อเสียตรงที่ไม่มีความแข็งแรงสามารถเสียหายได้ง่าย สำหรับวัสดุใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์เลือกใช้เป็นวัสดุ เบต้าไซโคลเด็กซ์ตริน (β-Cyclodextrin) และวัสดุกลุ่มกรดซัลโฟนิก (Sulphonic) บนแผ่นนาโนกราฟีน หุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วมีความยาว 15 มิลลิเมตร โครงสร้างมีความแข็งแรงและยืดหยุ่นสูง นอกจากนี้ยังใช้วัสดุเปลือกหอยมุก (Mother of Pearl) มีความแข็งแรง 

ระบบการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วมีความพิเศษโดยการใช้แสงอินฟราเรดกระตุ้นวัสดุคอมโพสิตนาโนชีตบริเวณส่วนหางของหุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วทำให้เกิดการขยับและบิดตัวผลักหุ่นยนต์ให้เคลื่อนที่ไปด้านหน้าด้วยความเร็วเล็กน้อย แต่ก็เร็วกว่าหุ่นยนต์โครงสร้างนิ่มแบบอื่น ๆ ในปัจจุบัน โดยความเร็วในการว่ายน้ำของหุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วใกล้เคียงกับการว่ายน้ำของแพลงก์ตอน (Plankton) สิ่งมีชีวิตที่เคลื่อนไหวในน้ำชนิดหนึ่ง ระหว่างการเคลื่อนที่ในน้ำด้วยวิธีการดังกล่าวหุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วจะสามารถดักจับขยะไมโครพลาสติกขนาดเล็กไปพร้อมกัน

อย่างไรก็ตามการพัฒนาหุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วยังอยู่ในช่วงของการวิจัยพัฒนา ปัจจุบันหุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วเคลื่อนที่ได้บนผิวน้ำในห้องทดลองเท่านั้น ทีมงานนักวิจัยกำลังวิจัยพัฒนาเพิ่มเติม เช่น การติดตั้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อนลงไปในหุ่นยนต์ซึ่งอาจทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนไหวได้ยากมากขึ้น อาจกล่าวได้ว่าโครงการพัฒนาหุ่นยนต์ปลาขนาดจิ๋วเป็นความท้าทายทางด้านวิศวกรรมหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่ต้องใช้ระยะเวลาในการวิจัยพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อนำไปใช้จัดเก็บขยะไมโครพลาสติกขนาดเล็กในสภาพแวดล้อมจริง

ที่มาของข้อมูล interestingengineering.com

ที่มาของรูปภาพ Nano Letters 2022