สหรัฐฯ สร้างสารเจลซ่อมตัวเอง ที่อาจทำให้หุ่นยนต์นิ่มไปได้ไกลกว่าที่เคย

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอน (Carnegie Mellon University) จากรัฐเพนซิลเวเนียในสหรัฐอเมริกา ได้สร้างสารที่มีลักษณะคล้ายเจลแต่สามารถนำไฟฟ้าได้ พร้อมความสามารถในการฟื้นฟูตัวเอง (Self-healing) จากการถูกตัดหรือแยกส่วนออกจากกัน เปิดทางสู่การพัฒนาหุ่นยนต์ที่มีการเคลื่อนไหวแบบยืดหยุ่นสูง หรือที่เรียกว่าหุ่นยนต์นิ่ม - ซอฟต์โรบอติกส์ (Soft Robotics) ให้ยืดหยุ่นและทำงานได้หลากหลายมากยิ่งขึ้น

หุ่นยนต์นิ่มเป็นแนวคิดที่ต้องการให้หุ่นยนต์มีการเคลื่อนไหวที่อิสระและยืดหยุ่น โดยหนึ่งในตัวอย่างที่สร้างเสียงฮือฮาคือการสาธิตการหลอมละลายตัวเองออกจากกรงขังออกจากกรงขัง ผลงานทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยจีนแห่งฮ่องกง (Chinese University of Hong Kong) แต่งานชิ้นนี้และชิ้นอื่น ๆ ในตอนนี้กำลังประสบหาเรื่องของวัสดุที่ใช้ทำหุ่นยนต์นิ่มนั่นหายากและมีข้อจำกัด ข่าวการสร้างสารใหม่ขึ้นมาสำหรับหุ่นยนต์นิ่มจึงกลายเป็นดั่งแสงสว่างในวงการวิจัยด้านนี้โดยเฉพาะ

สารดังกล่าวประกอบขึ้นจากสารตั้งต้นหลายชนิด โดยมีโพลีไวนิล แอลกอฮอล์ (Polyvinyl Alcohol: PVA) หรือสารที่นิยมใช้ทำเป็นกาว เช่น กาวลาเท็กซ์ (Latex Glue) กับสารโซเดียมโบเรท (Sodium borate) หรือน้ำประสานทองเป็นพื้นฐานหลัก พร้อมกับสารกึ่งนำไฟฟ้าที่มีส่วนผสมของแร่แกลเลียม (Gallium) แร่โลหะที่พบในหลอดไฟแอลอีดี (LED) เป็นต้น 

สารนี้มีลักษณะคล้ายเจลแบบสไลม์ (Slime) ที่ยืดหยุ่นจากขนาดปกติได้มากถึง 400% โดยไม่แตกหัก พร้อมความสามารถในการรวมร่างแม้ว่าจะถูกตัดหรือแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ด้วยกลไกลทางไฟฟ้าและคุณสมบัติของสารโดยตรง

นักวิจัยได้ทดสอบความสามารถของสารเจลใหม่นี้กับหุ่นยนต์หอยทาก (หุ่นยนต์ที่สร้างขึ้นเพื่อเลียนแบบธรรมชาติหอยทาก) เมื่อตัดส่วนหุ่นยนต์ออกไป 2 ส่วน แม้ว่าจะยังคงเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่และมอเตอร์ แต่ว่าความเร็วก็ลดลงไปครึ่งหนึ่งของความเร็วดั้งเดิม และเมื่อเชื่อมต่ออีกครั้งก็ทำความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 68% ของความเร็วดั้งเดิม

และทางทีมวิจัยยังได้ทดลองกับอีกหลายอุปกรณ์ โดยหนึ่งในการทดสอบที่สำคัญคือการตรวจวินิจฉัยกล้ามเนื้อและเส้นประสาทด้วยไฟฟ้า หรือ EMG (Electromyography) ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นสายนำส่งสัญญาณได้เป็นอย่างดี โดยงานวิจัยชิ้นนี้ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการ เนเจอร์ อิเล็กทรอนิกส์ (Nature Electronics) วารสารวิชาการด้านวงจรไฟฟ้าและอุปกรณ์ทางไฟฟ้าชื่อดังอีกด้วย

ที่มาข้อมูล New Atlas, Wikipedia, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ศูนย์เทคโนโลยีและวัสดุแห่งชาติ (MTEC)

ที่มารูปภาพ Carnegie Mellon University