นักวิจัยญี่ปุ่นพัฒนาหุ่นยนต์ตะขาบเคลื่อนที่เลียนแบบตะขาบในธรรมชาติ

นักวิจัยญี่ปุ่น มหาวิทยาลัยโอซาก้า พัฒนาหุ่นยนต์ตะขาบเคลื่อนที่เลียนแบบตะขาบในธรรมชาติ

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอซาก้า ประเทศญี่ปุ่น พัฒนาหุ่นยนต์รูปแบบใหม่ได้รับแรงบันดาลใจจากตะขาบในธรรมชาติ ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็วและคล่องแคล่วในพื้นที่แคบและมีสิ่งกีดขวาง โดยใช้การทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพของลำตัวที่เป็นปล้องและขาจำนวนมาก

วิธีการพัฒนารูปแบบการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ให้มีประสิทธิภาพ นักวิจัยส่วนใหญ่จากทั่วโลกรวมไปถึงมหาวิทยาลัยโอซาก้ามักใช้การเลียนแบบสิ่งมีชีวิตในธรรมชาติ เช่น แมลง สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและปลาในน้ำ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ใช้ระยะเวลาวิวัฒนาการตัวเองและการคัดเลือกโดยธรรมชาติ (Natural selection) มาหลายล้านปี จนทำให้มีรูปแบบการเคลื่อนที่อย่างมีประสิทธิภาพ

ตะขาบในธรรมชาติถูกจัดอยู่ในกลุ่มของไมเรียพอด (Myriapods) สัตว์ที่มีลักษณะโครงสร้างร่างกายเป็นปล้องและขาจำนวนมาก การพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีลักษณะคล้ายตะขาบเป็นสิ่งที่ท้าทายทางวิศวกรรมเนื่องจากต้องใช้ระบบคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อน ทีมงานนักวิจัยจึงใช้วิธีแบ่งโครงสร้างของหุ่นยนต์ออกเป็น 6 ปล้อง โดยแต่ละปล้องมีขา 2 ข้าง และใช้ข้อต่อที่ยืดหยุ่นตัวสูง เพื่อลดความผิดพลาดจากการควบคุมขาของหุ่นยนต์พร้อมกันทั้ง 12 ขา

โครงสร้างหุ่นยนต์ทั้ง 6 ปล้อง เมื่อเชื่อมต่อกันมีความยาว 135 เซนติเมตร น้ำหนัก 9.1 กิโลกรัม ระบบขับเคลื่อนใช้พลังงานไฟฟ้า นักวิจัยค้นพบว่าการเคลื่อนที่ด้วยข้อต่อแบบยืดหยุ่นของลำตัวแบบปล้องและขาหุ่นยนต์ทั้ง 12 ขา ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ในลักษณะลำตัวโค้งไปด้านซ้ายหรือขวาคล้ายการเคลื่อนที่ของตะขาบที่ลำตัวโค้งไปมาขณะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วตามธรรมชาติ นับเป็นรูปแบบวิธีการใหม่ในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์แทนที่จะใช้รูปแบบพุ่งไปข้างหน้าแบบลำตัวตรง

นักวิจัยค้นพบว่าวิธีการเคลื่อนในลักษณะดังกล่าวทำให้หุ่นยนต์มีความคล่องตัวสูงและช่วยลดความซับซ้อนของระบบการควบคุมการเคลื่อนที่ของทั้ง 12 ขา รวมไปถึงระบบพลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในตัวหุ่นยนต์ ทีมงานตั้งเป้าในอนาคตหากได้รับการต่อยอดหุ่นยนต์ตะขาบอาจสามารถถูกใช้งานในภารกิจพื้นที่แคบและมีสิ่งกีดขวาง เช่น ภารกิจกู้ภัยหรือภารกิจสำรวจทรัพยากรธรรมชาติในพื้นที่อันตราย สำหรับการวิจัยพัฒนาหุ่นยนต์ตะขาบในครั้งของทีมนักวิจัยมหาวิทยาลัยโอซาก้า ประเทศญี่ปุ่น ในครั้งนี้ถูกตีพิมพ์ลงในวารสาร Soft Robotics วันที่ 24 พฤษภาคม ที่ผ่านมา