มหาวิทยาลัย Penn State เปิดเผยงานวิจัยจากทีมวิจัยระดับนานาชาติที่ได้พัฒนาโมเดลหุ่นยนต์ระดับไมโครที่ใช้คลื่นเสียงในการทำงานร่วมกัน เกิดเป็นฝูงหุ่นยนต์ขนาดใหญ่ที่สะท้อนให้เห็นถึงพฤติกรรมที่มีความเฉลียวฉลาดเกิดขึ้น ซึ่งนักวิจัยมองว่าวันหนึ่งสามารถนำไปใช้งานในภาระงานที่มีความซับซ้อน เช่น การสำรวจพื้นที่ภัยพิบัติ หรือการทำความสะอาดมลภาวะได้
การที่หุ่นยนต์ขนาดจิ๋วสามารถสื่อสารด้วยการกระจายเสียงและบริหารจัดการตัวเองได้นั้น ทำให้เพิ่มศักยภาพในการสำรวจพื้นที่แคบ หรือแม้แต่เปลี่ยนรูปร่างของฝูงได้ ซึ่งจะเหมาะสมในการสำรวจพื้นที่อันตรายหรือพื้นที่ที่มีการปนเปื้อน
นอกเหนือไปจากการสำรวจสภาพแวดล้อมแล้ว ฝูงหุ่นยนต์จิ๋วอาจยังสามารถเข้าไปในร่างกายเพื่อส่งยาโดยตรงต่อบริเวณที่มีปัญหา ยกตัวอย่างเช่น ระบบ Collective Sensing ช่วยตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อม และความสามารถ ‘เยียวยาตัวเอง (Self-Heal)’ ที่หมายความว่าพวกหุ่นยนต์สามารถทำงานเป็นหน่วยเก็บตัวอย่างได้แม้จะแยกออกจากกัน ซึ่งอาจเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับการตรวจจับภัยคุกคามและแอปพลิเคชันด้านเซนเซอร์
ในการศึกษานั้น ทีมวิจัยได้พัฒนาโมเดลคอมพิวเตอร์เพื่อติดตามการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์จิ๋ว โดยแต่ละตัวจะถูกติดตั้งตัวปล่อยอะคูสติก (Acoustic Emitter) และตัวตรวจจับ (Detector) ไว้ ซึ่งหุ่นยนต์เหล่านี้จะใช้การสื่อสารอะคูสติกเพื่อทำให้หุ่นยนต์แต่ละตัวทำงานร่วมกันได้อย่างไร้รอยต่อ ปรับรูปร่างและพฤติกรรมให้เข้ากับสภาพแวดล้อม เหมือนโรงเรียนอนุบาลปลาและฝูงนก
จากข้อมูลหุ่นยนต์ในเอกสารที่ใช้ Agent ประมวลผลทางทฤษฎีมากกว่าอุปกรณ์กายภาพที่ถูกสร้างมา การสำรวจผ่านการจำลองชี้ห้เห็นความเฉลียวฉลาดที่เกิดขึ้นในการทดลองแม้จะเป็นหุ่นยนต์ที่มีความเรียบง่าย ด้วยวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ธรรมดามาก ๆ หุ่นยนต์แต่ละตัวเคลื่อนไหวไปในทางเดียวกัน โดยมีมอเตอร์ขนาดเล็ก ไมโครโฟนขนาดจิ๋ว ลำโพง และ Oscillator ซึ่งสัญญาณเหล่านี้จะ Synchronize กันในความถี่อะคูสติกของฝูง และจะโน้มเอียงไปยังที่ ๆ สัญญาณเข้มข้นกว่า
การค้นพบนี้เป็นหมุดหมายสำคัญในสายงาน Active Matter ซึ่งเป็นการศึกษาพฤติกรรม Collective ของ Agent สังเคราะห์และชีวภาพขนาดเล็กที่สามารถเคลื่อนที่ได้ ตั้งแต่ฝูงแบคทีเรียไปจนถึงเซลล์ที่มีชีวิต และ Microrobots โดยการทดลองเป็นการแสดงให้เห็นว่าคลื่นเสียงสามารถควบคุมหุ่นยนต์ขนาดไมโครได้
ทีมวิจัยให้ความเห็นว่าคลื่นอะคูสติกนั้นทำงานสื่อสารได้ดีกว่าสัญญาณทางเคมีอย่างมาก คลื่นเสียงสามารถเผยแพร่ได้เร็วและไกลกว่าโดยไม่สูญเสียพลังงาน โดยการออกแบบก็ยังคงเรียบง่ายกว่าอีกด้วย
ที่มา:
Penn State University
