นักวิทยาศาสตร์นำเสนอหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่สามารถละลายและสร้างใหม่ได้

เมื่อเทคโนโลยีมีความแข็งแกร่งมากขึ้น สิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆ ก็เกิดขึ้น และสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้ก็กลายเป็นจริงได้ ล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนออีกหนึ่งวิวัฒนาการทางเทคโนโลยี เป็นหุ่นยนต์แปรสภาพที่สามารถสลับไปมาระหว่างสถานะของเหลวและโลหะ นำทางในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายโดยไม่สูญเสียพละกำลัง ดูเพิ่มเติมเกี่ยวกับความก้าวหน้าด้านวิทยาการหุ่นยนต์

ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับความก้าวหน้าของวิทยาการหุ่นยนต์

ข้อได้เปรียบที่ยอดเยี่ยมของการประดิษฐ์นี้คือหุ่นยนต์สามารถอ่อนตัวและแข็งได้พร้อมกัน ตามที่ผู้สร้างพวกเขาได้รับแรงบันดาลใจจากปลิงทะเล โดยปกติแล้วหุ่นยนต์ตัวอื่น ๆ ที่พัฒนาแล้วจะมีคุณลักษณะเฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น ในปัจจุบันจะสามารถทำหน้าที่ในการประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการใช้งานทางการแพทย์

สำหรับวิศวกร Chengfeng Pan การให้หุ่นยนต์เปลี่ยนสถานะของเหลวและของแข็งทำให้พวกมันทำงานได้มากขึ้น นักวิจัยเสนอให้พวกเขาถอดและส่งวัตถุไปยังแบบจำลองของกระเพาะอาหารของมนุษย์ นอกจากนี้ ทำให้พวกเขากลายเป็นของเหลวเพื่อหนีออกจากกรง

ภาพถ่าย: “Wang et al., Matter, 2023”

หุ่นยนต์ขนาดเล็กสามารถทำงานบางประเภทที่มนุษย์อาจพบว่าทำได้ยาก การเคลื่อนที่ในพื้นที่เล็กเกินไปที่จะจัดการเครื่องมือทั่วไปในงานซ่อมแซมที่พิถีพิถันหรือการจัดส่งยาเป็นงานที่ต้องทำสำหรับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ เทคโนโลยี.

ดังนั้นความสามารถในการทำให้นิ่มทำให้ง่ายต่อการเคลื่อนที่ในพื้นที่จำกัดหรือในมุมแคบ ซึ่งสำหรับวัสดุแข็งจะเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างมาก

อย่างไรก็ตามแรงบันดาลใจมากมายมาจากไหน?

ด้วยวิธีนี้ จึงจำเป็นต้องมีการสร้างที่ทำงานเป็น "จุดกึ่งกลาง" ดังนั้นนักวิจัยที่นำโดย Pan และเพื่อนร่วมงานของเขา Qingyuan Wang จาก Sun Yat-sen University ในประเทศจีน ได้สร้างแรงบันดาลใจที่ยิ่งใหญ่ให้กับธรรมชาติ

ตัวอย่างเช่น ปลิงทะเลสามารถเปลี่ยนความแข็งของเนื้อเยื่อเพื่อเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับและจำกัดความเสียหายทางกายภาพ ในทางกลับกัน หมึกยักษ์สามารถเปลี่ยนความแข็งของแขนเพื่อพรางตัว จัดการวัตถุ และเคลื่อนที่

หลังจากการวิเคราะห์เหล่านี้ นักวิจัยสรุปว่าจำเป็นต้องหาวัสดุที่ไม่เป็นพิษและสามารถเคลื่อนย้ายระหว่างสภาวะอ่อนและแข็งที่อุณหภูมิห้องได้ง่าย

ตัวเลือกที่ดีที่สุดที่พวกเขาพบคือแกลเลียม โลหะอ่อนที่มีจุดหลอมเหลว 29.76 องศาเซลเซียสที่ความดันมาตรฐาน นั่นคืออุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยของร่างกายมนุษย์เพียงไม่กี่องศา จากนั้นพวกเขาก็ฝังแกลเลียมเมทริกซ์ด้วยอนุภาคแม่เหล็ก และสร้าง "เครื่องเปลี่ยนเฟสของแข็ง-ของเหลวแบบแมกนีโตแอกทีฟ"

ทำไมต้องเป็นอนุภาคแม่เหล็ก?

มีหน้าที่หลักสองประการ ประการแรกคือพวกเขาจะทำให้วัสดุตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กสลับ คุณจึงสามารถให้ความร้อนกับวัสดุโดยการเหนี่ยวนำและสร้างการเปลี่ยนเฟสได้ ฟังก์ชันที่สองคือช่วยให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้และเคลื่อนที่ไปยังสนามแม่เหล็กได้

แม้หลังจากการสร้างทั้งหมดแล้ว นักวิจัยได้ทดสอบว่าการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลวสามารถย้อนกลับได้จริงหรือไม่ และใช่มันเป็น ด้วยเหตุนี้ หุ่นยนต์จึงถูกส่งไปทดสอบหลายชุดและได้ข้อสรุปว่าพวกมันสามารถกระโดดในหลุมเล็กๆ ปีนสิ่งกีดขวาง หรือแม้แต่แบ่งงานกันเองได้

ทำความเข้าใจกับการใช้งานจริง

มีการสร้างแบบจำลองของกระเพาะอาหารของมนุษย์และนักวิจัยได้ให้หุ่นยนต์กลืนและนำวัตถุขนาดเล็กที่อยู่ในนั้นออกในภายหลัง สถานการณ์นี้ทำให้พวกเขาเข้าใจว่าการผ่าตัดย้อนกลับนั้นเป็นไปได้ ดังนั้นจึงสามารถช่วยทีมแพทย์ได้มาก

อย่างไรก็ตาม สำหรับวัตถุประสงค์ทางชีวการแพทย์ยังจำเป็นต้องมีการศึกษาอีกมาก นั่นเป็นเพราะว่า ร่างกายมนุษย์ สูงกว่าจุดหลอมเหลวของแกลเลียม และเพื่อให้หุ่นยนต์มีประโยชน์จริง ๆ จะต้องมี เมทริกซ์โลหะผสมที่มีแกลเลียมเป็นฐานซึ่งจะเพิ่มจุดหลอมเหลวจึงคงไว้ ฟังก์ชันการทำงาน