นักวิจัยไทยร่วมพัฒนาหุ่นยนต์กลิ้งลูกบอล แรงบันดาลใจจากด้วงมูลสัตว์

นักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวิทยสิริเมธี พัฒนาหุ่นยนต์ชื่อ ALPHA สามารถกลิ้งลูกบอลได้อย่างมีประสิทธิภาพ อาจเป็นรากฐานการทำงานซับซ้อนของหุ่นยนต์ในอนาคต

นักวิจัยพัฒนาหุ่นยนต์ ที่มีคุณสมบัติในการกลิ้งวัตถุอย่างมีประสิทธิภาพ โดยได้รับแรงบันดาลใจจากการสังเกตการทำงานของด้วงมูลสัตว์ ที่อาจจะนำมาต่อยอดการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ในอนาคต

นักวิจัยไทยร่วมพัฒนาหุ่นยนต์กลิ้งลูกบอล แรงบันดาลใจจากด้วงมูลสัตว์ ที่มา : Binggwong Leung et al.

งานวิจัยนี้นำโดย บิงกวาง เหลียง (Binggwong Leung), ปรเมษฐ์ มนูญพงศ์ (Poramate Manoonpong) จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวิทยสิริเมธี (VISTEC) ประเทศไทย และสตานิสลาฟ กอร์บ (Stanislav Gorb) จากมหาวิทยาลัยคีล ประเทศเยอรมนี โดยนักวิจัยได้สังเกตการทำงานของด้วงมูลสัตว์ พบว่ามีความเชี่ยวชาญในการจัดการวัตถุที่ซับซ้อน คือมีการประสานการทำงานระหว่างขาทั้ง 6 ข้างอย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้ขาหน้า 2 ข้างยันพื้น ในขณะขาส่วนกลาง และขาหลัง จะใช้กลิ้งลูกดินกลม

จากการสังเกตและศึกษา ทำให้นักวิจัยได้พัฒนาหุ่นยนต์ที่ชื่อว่า อัลฟา (ALPHA) โดยอิงหลักการกลิ้ง 4 ข้อที่สำคัญ คือ

1. จังหวะการเคลื่อนไหว

2. การควบคุมทิศทางเพื่อความสมดุล

3. การปรับตัว (เช่น ขายืดหยุ่นได้เพื่อการยึดเกาะที่ดีขึ้น)

4. ความยืดหยุ่นของภูมิประเทศ ส่งผลให้นักวิจัยสามารถสร้างการควบคุมการเคลื่อนไหวตามระบบประสาทแบบแยกส่วน (ระบบควบคุมหุ่นยนต์ที่ผสมผสานการเคลื่อนไหวเข้ากับระบบการจัดการวัตถุ) ขึ้นมาได้

ผลลัพธ์ทำให้ได้หุ่นยนต์ อัลฟา ที่สามารถเดินและกลิ้งลูกบอลหลายประเภทและน้ำหนักแตกต่างกันได้ ไม่ว่าจะเป็นลูกบอลที่นิ่ม แข็ง เบา หรือหนัก หุ่นยนต์สามารถรับและกลิ้งลูกบอลที่มีขนาด 2 เท่าของความยาวขาบนพื้นผิวที่เรียบและไม่เรียบ ความเร็วในการกลิ้งอยู่ที่ประมาณ 10 – 20 เซนติเมตรต่อวินาที อัตราความสำเร็จอยู่ที่ร้อยละ 80 หุ่นยนต์สามารถปรับท่าทาง ส่งผลให้ทรงตัว และปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ได้ นอกจากนี้ยังพบว่าหากมีการเพิ่มวัสดุแบบนุ่มที่มีความยืดหยุ่นให้กับบริเวณขาของอัลฟา จะช่วยเพิ่มความเสถียรและการยึดเกาะได้ด้วย

นักพัฒนากล่าวว่า ระบบการควบคุมแบบนี้ สามารถใช้เป็นหลักการพื้นฐานในการทำให้ประสาทสัมผัสและการเคลื่อนไหวสำหรับหุ่นยนต์ทำงานประสานกันได้ดีขึ้นในอนาคต ส่งผลให้อาจช่วยเพิ่มความสามารถให้หุ่นยนต์ในการเคลื่อนไหวและการจัดการวัตถุขนาดใหญ่ได้

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Sciences ฉบับวันที่ 30 ตุลาคม 2024