ในยุคที่เทคโนโลยีก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว ความคิดที่ว่าหุ่นยนต์สามารถเปลี่ยนแปลงร่างกายของตัวเองได้นั้นฟังดูเหมือนเรื่องในหนังไซไฟ แต่ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบียในนิวยอร์ก เรื่องเหลือเชื่อนี้กลับกลายเป็นความจริงที่สัมผัสได้
ทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดย ฟิลิปป์ มาร์ติน ไวเดอร์ และศาสตราจารย์ โฮด ลิปสัน จากห้องปฏิบัติการ Creative Machines Lab ได้พัฒนาหุ่นยนต์ที่มีความสามารถในการเติบโต รักษาตัวเอง และปรับปรุงประสิทธิภาพ โดยการ ‘กิน’ ชิ้นส่วนจากหุ่นยนต์ตัวอื่น กระบวนการนี้ถูกเรียกว่า Robot Metabolism หรือการเผาผลาญของหุ่นยนต์ ซึ่งเปิดโลกใหม่ของการสร้างเครื่องจักรที่สามารถดำรงอยู่ได้ด้วยตัวเอง
การค้นพบที่เปลี่ยนโลกหุ่นยนต์
การศึกษานี้ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม 2025 นำเสนอแนวคิดใหม่ที่ท้าทายความเข้าใจเดิมเกี่ยวกับหุ่นยนต์ ในอดีต หุ่นยนต์เป็นเหมือนระบบปิดที่มีโครงสร้างแข็งทื่อ ไม่สามารถเติบโต ซ่อมแซมตัวเอง หรือปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมได้ แต่ทีมวิจัยจากโคลัมเบียได้เปลี่ยนแปลงสิ่งนี้ด้วยการสร้างหุ่นยนต์ที่ทำงานเหมือนสิ่งมีชีวิต
“ความเป็นอิสระที่แท้จริงหมายถึงหุ่นยนต์ไม่เพียงแต่ต้องคิดเองได้ แต่ยังต้องสามารถดูแลรักษาตัวเองได้ด้วย” ไวเดอร์อธิบาย “เช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตที่ดูดซับและบูรณาการทรัพยากร หุ่นยนต์เหล่านี้เติบโต ปรับตัว และซ่อมแซมโดยใช้วัสดุจากสิ่งแวดล้อมหรือจากหุ่นยนต์อื่น ๆ”
ความมหัศจรรย์ของ Truss Link
หัวใจสำคัญของนวัตกรรมนี้คือหน่วยโมดูลาร์ที่เรียกว่า “Truss Link” ซึ่งได้แรงบันดาลใจมาจากของเล่น Geomag แต่ละหน่วยเป็นแท่งรูปทรงกระบอกที่สามารถขยายตัวและหดตัวได้ พร้อมด้วยขั้วแม่เหล็กที่ปลายทั้งสองข้าง ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับหน่วยอื่น ๆ ได้ในมุมต่าง ๆ
ขนาดของ Truss Link แต่ละหน่วยเมื่อหดตัวคือ 28 เซนติเมตร และสามารถขยายได้ถึง 43 เซนติเมตร ซึ่งคิดเป็นอัตราส่วนการขยายตัว 53% ขั้วแม่เหล็กจะจัดตำแหน่งและติดกันโดยอัตโนมัติ ทำให้หน่วยต่าง ๆ สามารถเชื่อมต่อกันได้โดยไม่ต้องการการจัดตำแหน่งที่แม่นยำ
การทำงานของระบบนี้เป็นไปแบบกระจาย โดยแต่ละโมดูลทำงานอิสระ รับรู้การเชื่อมต่อใกล้เคียง จัดแนวด้วยแม่เหล็ก และปรับตัวตามข้อมูลสิ่งแวดล้อมในพื้นที่ ไม่มีตัวควบคุมกลาง เพียงแค่การทำงานร่วมกันของ “เซลล์” ต่าง ๆ เหมือนกับสิ่งมีชีวิตที่มีปัญญากระจาย
จากแท่งเหล็กสู่หุ่นยนต์
ในการทดลอง นักวิจัยได้สาธิตให้เห็นว่า Truss Link เดี่ยว ๆ สามารถเลื้อยไปข้างหน้าและข้างหลังในมิติเดียวเท่านั้น แต่เมื่อสาม Link รวมตัวกันเป็นรูปสามเหลี่ยม หุ่นยนต์ที่ได้จะมีความสามารถในการนำทางสองมิติ สามารถหลีกเลี่ยงอุปสรรคที่โมดูลเดี่ยวทำไม่ได้
การประกอบต่อไปสร้างรูปแบบ “เพชรหางยาว” ที่สามารถก้าวข้ามขอบสูง 25 มิลลิเมตร และพับตัวเองเป็นรูปสี่หน้า รูปแบบสี่หน้าสามารถเคลื่อนที่ในสามมิติโดยการล้มข้ามอุปสรรค ขณะที่การจัดรูปแบบ “ratchet tetrahedron” สุดท้ายทำให้เกิดความเร็วสูงสุดแต่มีเสถียรภาพลดลง
เติบโตด้วยการ ‘กิน‘
สิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดคือความสามารถในการ “เติบโต” ของหุ่นยนต์เหล่านี้ ในการทดลองหนึ่ง หุ่นยนต์รูปสี่หน้าได้ “กิน” Link เพิ่มเติมมาใช้เป็นไม้เท้าเดิน ผลลัพธ์คือความเร็วในการเดินลงเนินเพิ่มขึ้นมากกว่า 66.5% การปรับปรุงครั้งเดียวนี้แสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการแบบเรียลไทม์ ไม่ใช่ผ่านการเขียนโปรแกรม แต่ผ่านการปรับโครงสร้างวัสดุ
“หุ่นยนต์เหล่านี้บูรณาการชิ้นส่วนใหม่เพื่อปรับปรุงตัวเองให้ดีขึ้นและเติบโตเป็นเครื่องจักรที่มีพลังมากขึ้น” ทีมวิจัยอธิบาย กระบวนการนี้เลียนแบบการเผาผลาญของสิ่งมีชีวิต ที่สามารถใช้และนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ความสามารถในการรักษาและซ่อมแซมตัวเอง
นอกจากการเติบโตแล้ว หุ่นยนต์เหล่านี้ยังแสดงความสามารถในการรักษาตัวเองที่น่าทึ่ง เมื่อหุ่นยนต์ตกจากที่สูงและการเชื่อมต่อขาด พวกมันสามารถสร้างรูปร่างเดิมขึ้นมาใหม่ได้โดยอัตโนมัติ รูปแบบสามเหลี่ยม ดาวสีแฉก และเพชรหางยาว ทั้งหมดสามารถกู้คืนจากความเสียหายที่ทำให้ชิ้นส่วนแยกออกจากกันได้สำเร็จ
ที่น่าประทับใจที่สุดคือหุ่นยนต์สามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ “ตาย” ผ่านการตายของเซลล์ตามโปรแกรมที่คล้ายกับ apoptosis ในชีววิทยา เมื่อแบตเตอรี่ของชิ้นส่วนลดลงต่ำกว่าระดับวิกฤต มันจะแยกตัวออกจากโครงสร้างโดยอัตโนมัติ ทำให้ชิ้นส่วนที่ทำงานได้สามารถเข้ามาแทนที่ได้
นักวิจัยยังแสดงให้เห็นการร่วมมือระหว่างหุ่นยนต์ต่อหุ่นยนต์ โดยหุ่นยนต์สี่หน้าที่มีอยู่แล้วช่วยการจัดเรียง 2D ให้เปลี่ยนเป็น 3D โดยทำหน้าที่เหมือนเครนยกและจัดตำแหน่งชิ้นส่วน3
แรงบันดาลใจจากธรรมชาติ สู่อนาคตหุ่นยนต์
แนวคิดการเผาผลาญของหุ่นยนต์ได้แรงบันดาลใจจากวิธีที่สิ่งมีชีวิตใช้หน่วยย่อยง่าย ๆ เช่น กรดอะมิโน ในการสร้างโปรตีนที่ซับซ้อนและสิ่งมีชีวิตทั้งมวล ในทำนองเดียวกัน ระบบ Truss Link ใช้โมดูลมาตรฐานในการสร้างโครงสร้างการทำงานที่หลากหลาย
“ร่างกายทางชีววิทยาตรงกันข้ามกับความปรับตัว สิ่งมีชีวิตสามารถเติบโต รักษา และปรับตัวได้” ศาสตราจารย์ลิปสัน อธิบาย “ความสามารถนี้ส่วนใหญ่เกิดจากลักษณะโมดูลาร์ของชีววิทยาที่สามารถใช้และนำโมดูล (กรดอะมิโน) จากสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ มาใช้ใหม่ได้ ในที่สุดเราต้องทำให้หุ่นยนต์ทำเช่นเดียวกัน”
อนาคตแห่งนิเวศหุ่นยนต์
เทคโนโลยีนี้มีแนวโน้มที่จะนำไปใช้ในงานกู้ภัยหลังภัยพิบัติและการสำรวจอวกาศ ซึ่งหุ่นยนต์ต้องปรับตัวให้เข้ากับสถานการณ์ที่ไม่คาดคิดโดยไม่ต้องการการดูแลรักษาจากมนุษย์ ความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองและปรับโครงสร้างใหม่อาจมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินงานอิสระระยะยาวในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
“Robot Metabolism ให้อินเตอร์เฟซดิจิทัลกับโลกกายภาพและอนุญาตให้ AI ไม่เพียงแต่ก้าวหน้าทางปัญญา แต่ยังทางกายภาพด้วย สร้างมิติใหม่ของความเป็นอิสระ” ไวเดอร์อธิบาย “ในตอนแรก ระบบที่มีความสามารถ Robot Metabolism จะถูกใช้ในการประยุกต์ใช้เฉพาะทาง เช่น การกู้ภัยหลังภัยพิบัติหรือการสำรวจอวกาศ ในที่สุดจะเปิดโอกาสให้โลกที่ AI สามารถสร้างโครงสร้างทางกายภาพหรือหุ่นยนต์ได้ เหมือนกับที่มันเขียนหรือจัดเรียงคำในอีเมลของคุณในวันนี้”
นักวิจัยมองเห็นอนาคตของนิเวศหุ่นยนต์ที่เครื่องจักรดูแลรักษาตัวเองได้อย่างอิสระ เติบโต และปรับตัวให้เข้ากับงานและสิ่งแวดล้อมที่ไม่คาดคิด โดยการเลียนแบบแนวทางของธรรมชาติ การสร้างโครงสร้างที่ซับซ้อนจากหน่วยย่อยง่าย ๆ การเผาผลาญของหุ่นยนต์ปูทางให้กับหุ่นยนต์อิสระที่มีความสามารถในการพัฒนาทางกายภาพและความยืดหยุ่นระยะยาว
ข้อกังวลและความท้าทาย
แม้ว่าความก้าวหน้านี้จะน่าตื่นเต้น แต่ศาสตราจารย์ลิปสันก็เตือนถึงผลกระทบที่กว้างขึ้น “ภาพของหุ่นยนต์ที่สืบพันธุ์ตัวเองทำให้นึกถึงสถานการณ์ไซไฟที่แย่ ๆ” เขากล่าว “แต่ความจริงคือเมื่อเรามอบชีวิตมากขึ้นให้กับหุ่นยนต์ ตั้งแต่รถยนต์ไร้คนขับไปจนถึงการผลิตอัตโนมัติ และแม้แต่การป้องกันประเทศและการสำรวจอวกาศ ใครจะดูแลหุ่นยนต์เหล่านี้? เราไม่สามารถพึ่งมนุษย์ในการดูแลรักษาเครื่องจักรเหล่านี้ได้ หุ่นยนต์ต้องเรียนรู้ที่จะดูแลตัวเองในที่สุด”
ยุคใหม่แห่งหุ่นยนต์
การวิจัยนี้ที่ได้รับการสนับสนุนจาก DARPA และ National Science Foundation แสดงให้เห็นถึงก้าวแรกสำคัญสู่การสร้างหุ่นยนต์ที่สามารถดำรงอยู่ได้ด้วยตัวเอง ขณะที่เทคโนโลยีปัจจุบันยังอยู่ในขั้นต้น แต่ศักยภาพของมันกำลังจุดประกายจินตนาการในหลายภาคส่วน
เมื่อการเผาผลาญของหุ่นยนต์มาบรรจบกับเทคโนโลยีชายแดนอื่น ๆ เทคโนโลยีเหล่านี้ร่วมกันสร้างเส้นทางสู่ระบบนิเวศเครื่องจักรอัจฉริยะที่มีการเผาผลาญเป็นแกนกลาง โลกที่ AI สามารถสร้างโครงสร้างทางกายภาพหรือหุ่นยนต์ได้ เหมือนกับที่มันเขียนหรือจัดเรียงคำในอีเมลในปัจจุบัน อาจไม่ไกลเกินจินตนาการอีกต่อไป
