นักวิจัยพัฒนา “กล้ามเนื้อเทียม” ช่วยให้หุ่นยนต์เดินและกระโดดได้

ทีมนักวิจัยจากสถาบันสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิสในซูริก (ETH Zurich) และสถาบันวิจัยสหวิทยาการมักซ์พลังค์ (Max Planck Institute for Intelligent Systems) ในประเทศเยอรมนี เผยผลงานการพัฒนา “กล้ามเนื้อเทียม” สำหรับใช้งานกับขาหุ่นยนต์ ซึ่งทำให้ขาหุ่นยนต์นี้สามารถเคลื่อนไหวได้คล่องตัว และใช้งานบนสภาพภูมิประเทศที่หลากหลายได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ขาหุ่นยนต์นี้ใช้กล้ามเนื้อไฟฟ้าไฮดรอลิกเทียม เพื่อขับเคลื่อนการเคลื่อนไหว ซึ่งแตกต่างจากหุ่นยนต์ทั่วไปที่มักใช้มอเตอร์ โดยกล้ามเนื้อเทียมที่ว่า จะมีลักษณะเป็นถุงพลาสติกบรรจุน้ำมัน ซึ่งมี อิเล็กโทรด (electrodes) หรือขั้วไฟฟ้าสีดำ เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอยู่ด้านข้าง

เมื่อกระตุ้นด้วยประจุไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าที่ว่านี้ จะดึงดูดเข้าหากัน โดยผลักน้ำมันไปด้านหนึ่งและทำให้ถุงสั้นลง กลไกนี้เลียนแบบการหดตัวและขยายของกล้ามเนื้อในสิ่งมีชีวิต ทำให้ขาสามารถเคลื่อนไหวไปในทิศทางต่าง ๆ ได้

โดย โทมัส บุชเนอร์ (Thomas Buchner) นักวิจัยระดับปริญญาเอก ผู้พัฒนาโครงการนี้กล่าวว่า คุณสมบัติที่สำคัญของการออกแบบขาหุ่นยนต์นี้ คือการจับคู่กล้ามเนื้อเหล่านี้แบบตรงข้ามกันที่ข้อต่อแต่ละข้อ ซึ่งคล้ายกับการทำงานร่วมกันระหว่างกล้ามเนื้อของมนุษย์ ที่ทำงานสอดประสานกันไป

นอกจากนี้ ตัวขาหุ่นยนต์ที่พัฒนาขึ้น ยังต่างจากขาของหุ่นยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ทั่วไป เนื่องจากประหยัดพลังงานกว่ามาก และตัวขายังมีความสามารถในการกระโดดสูง การเคลื่อนไหวที่รวดเร็ว และการปรับระดับการเคลื่อนไหวอัตโนมัติ โดยสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์ในการตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง

โดยขณะนี้ทีมงานกำลังมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาระบบกล้ามเนื้อเทียมแบบปรับตัวได้เพิ่มเติม ซึ่งครอบคลุมองค์ประกอบต่าง ๆ เช่น เส้นเอ็นและข้อต่อ โดยได้รับแรงบันดาลใจมาจากระบบเส้นเอ็นและข้อต่อแบบชีวภาพ 

และถึงแม้ว่าเทคโนโลยีจะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ทีมงานก็มองเห็นถึงความเป็นได้ในการใช้งานขาหุ่นยนต์นี้ในอนาคต เช่น อาจจะพัฒนาไปเป็นหุ่นยนต์ฏิบัติการกู้ภัย และยังมองไปถึงการขยายการผลิตให้เป็นแบบอัตโนมัติเพื่อขยายขนาดเทคโนโลยี ปรับปรุงประสิทธิภาพของกล้ามเนื้อ และสร้างหุ่นยนต์ขาขนาดใหญ่ ที่สามารถรองรับโครงสร้างพื้นฐานทั้งหมดได้ในอนาคต

ข้อมูลจาก reutersconnect