Rubber Computer พลิกโฉมปลดล็อกข้อจำกัดการทำงานของหุ่นยนต์นิ่ม

นักวิจัยพัฒนาคอมพิวเตอร์จากวัสดุยาง (Rubber Computer) ซึ่งเป็นคอมพิวเตอร์รูปแบบใหม่ผสมผสานการรับความรู้สึกที่คล้ายคลึงกับมนุษย์และกระบวนการประมวลผลแบบคอมพิวเตอร์ไฟฟ้าเอาไว้ด้วยกัน ทำให้สามารถทดแทนส่วนประกอบซึ่งมีโครงสร้างที่แข็งในหุ่นยนต์นิ่ม (Soft Robot) ได้ หุ่นยนต์นิ่มที่ใช้นวัตกรรมใหม่สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่โลหะและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถเข้าถึงได้ เช่น พื้นที่ที่มีค่ารังสีสูง อวกาศรอบนอก หรือดำดิ่งลึกลงไปในมหาสมุทร

Rubber Computer Havard
Credit: Havard University

มนุษย์คุ้นเคยกับหุ่นยนต์ที่มีรูปลักษณ์ขึงขังแข็งแกร่งมาอย่างยาวนานและการใช้งานวัสดุยางหรือซิลิโคนก็เป็นเช่นเดียวกัน เราสามารถพบเห็นการใช้งานวัสดุยางเหล่านี้ได้ในอุปกรณ์สำหรับหยิบจับหลากหลายชนิดในสายการผลิตโดยเฉพาะวัตถุดิบที่ต้องการการใส่ใจเป็นพิเศษ แต่ในเวลาไม่กี่ปีให้หลังมานี้หุ่นยนต์นิ่มซึ่งทำจากวัสดุกลุ่มยางกำลังเติบโตขึ้นและมีการใช้งานในหลากหลายกิจกรรม เราอาจเคยเห็นหุ่นยนต์นิ่มที่ดำน้ำขึ้นลงมาก่อนด้วยการสร้างขึ้นจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์หรืออุปกรณ์ที่มีความแข็งแรงเป็นแกนกลาง และติดตั้งเข้าไปในวัสดุที่มีความอ่อนตัวซึ่งสามารถตอบสนองต่อการสั่งงานได้ด้วยระบบควบคุมที่มีความเรียบง่าย แต่สำหรับหุ่นยนต์นิ่มรุ่นใหม่ซึ่งไม่มีชิ้นส่วนที่มีความแข็งหรือชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกจะมีคอมพิวเตอร์จากวัสดุยางทำหน้าที่ควบคุมการทำงานเหล่านั้นด้วย Soft Digital Logic แทน

หุ่นยนต์นิ่มในปัจจุบันนั้นยังมีความจำเป็นในการใช้งานฮาร์ดแวร์อยู่ ไม่ว่าจะเป็นวาล์วโลหะที่ใช้เปิดและปิดท่ออากาศเพื่อสั่งการทำงาน Gripper ยางหรือแขน รวมถึงคอมพิวเตอร์ที่สั่งการว่าต้องทำงานเวลาใดวาล์วต้องทำงาน ทีมนักวิจัยจึงได้พัฒนา Soft Computer ที่ใช้งานเพียงยางและอากาศชึ้นมาโดยการจำลองกระบวนการของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกที่ใช้เพียงวัสดุนิ่มที่มีความอ่อนตัวและสัญญาณนิวแมติกแทนที่อิเล็กทรอนิกส์และอากาศอัด ในการตัดสินใจนั้นคอมพิวเตอร์ใช้ Digital Logic Gates, วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่รับข้อความ (Input) และตัดสินใจการกระทำ (Output) ที่มีพื้นฐานจากข้อมูลที่ได้ตั้งไว้

สำหรับหุ่นยนต์ที่สร้างโดยชิ้นส่วนที่อ่อนนิ่มมีข้อดีหลากหลายประการ สำหรับการทำงานในสภาพแวดล้อมของงานอุตสาหกรรม เช่น โรงงานงานยนต์ที่เครื่องจักรโลหะตำนวนมากทำงานอย่างทรงพลังและรวดเร็วแต่ไม่สามารถตรวจจับสิ่งแวดล้อมได้ หากมนุษย์เข้าไปในกระบวนการเหล่านั้นอาจเกิดให้เกิดการสูญเสียถึงชีวิตได้ซึ่งหุ่นยนต์นิ่มหากเกิดเหตุการณ์กรณีเดียวกันจะไม่เกิดผลลัพธ์ที่ส่งผลต่อชีวิต นอกจากนี้ยังสามารถใช้งานได้ในสถานการณ์และสภาพแวดล้อมที่หลากหลายที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีปัญหา อาทิ พื้นที่ที่มีกัมมตภาพรังสีสูง หรือในอวกาศรอบนอก รวมถึงภายในเครื่องMagnetic Resonance Imaging (MRI) หรือการใช้งานในพื้นที่ภัยพิบัติ อาทิ พายุเฮอร์ริเคน น้ำท่วม

หุ่นยนต์นิ่มสามารถมีส่วนร่วมในการพัฒนาสำหรับงานซ่อมบำรุงในกิจการอุตสาหกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าจะเป็นการเข้าถึงพื้นที่ซึ่งมีความซับซ้อนหรือเข้าถึงยากรวมถึงพื้นที่ที่เป็นข้อจำกัดของการใช้งานเทคโนโลยีที่ใช้กันในปัจจุบัน นอกจากนี้สามารถใช้งานร่วมกับเทคนิคการตรวจสอบได้ เช่น การใช้งานโซนาร์ เป็นต้น

ที่มา:

Sciencedaily.com

Thos
"I can't understand why people are frightened of new ideas. I'm frightened of the old ones"
John Milton Cage Jr.

A dweller of art and science, also a slave to vibe wanderlust. Interesting in wide range of research and development, for example, material improvement, IIoT, food contaminant and sonic art.