Spring News
MIT พัฒนาหุ่นยนต์ชีวภาพจิ๋ว ว่ายน้ำด้วยกล้ามเนื้อมีชีวิต-คุมทิศทางด้วยแสง
Compiled by KHAO Editorial — aggregated from 1 outlet. See llms.txt for citation guidance.
◌ Single Source
นักวิจัยสหรัฐฯ พัฒนาหุ่นยนต์ชีวภาพขนาดเล็กที่ใช้เซลล์กล้ามเนื้อมีชีวิตเพียงชั้นเดียวเป็นพลังขับเคลื่อน สามารถว่ายน้ำและเลี้ยวตามแสงโดยไม่ต้องติดตั้งระบบอิเล็กทรอนิกส์ เปิดทางสู่การสร้างหุ่นยนต์อ่อนนุ่มต้นทุนต่ำเพื่อใช้สำรวจสภาพแวดล้อมเปราะบางในอนาคต
Key facts
- ในปี 2016 นักวิจัยสร้างหุ่นยนต์รูปทรงคล้ายปลากระเบนที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจของหนูที่ไวต่อแสง ขณะที่ในปี 2022 มีการพัฒนาหุ่นยนต์ปลาที่ใช้เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจมนุษย์และสามารถว่ายน้ำได้ด้วยตัวเอง
- ในปี 2026 นักวิจัยจีนยังเปิดตัวหุ่นยนต์ปลากระเบนแมนตาที่ใช้กล้ามเนื้อจากกบและควบคุมด้วยแสง ขณะที่หุ่นยนต์อีกแบบที่เรียกว่า OstraBot ใช้กล้ามเนื้อโครงร่างที่ผ่านการฝึก และสามารถทำความเร็วได้ถึง 15.6 เท่าของความยาวลำตัวต่อนาที
- ระบบดังกล่าวไม่จำเป็นต้องติดตั้งวงจรอิเล็กทรอนิกส์ไว้บนตัวหุ่นยนต์ เนื่องจากการควบคุมทิศทางทั้งหมดทำจากภายนอกผ่านการฉายแสง โดยครีบแต่ละข้างมีความยาว 15 มิลลิเมตร กว้าง 7 มิลลิเมตร และหนาเพียง 0.5 มิลลิเมตร
- ทีมวิจัยยังทดลองฝึกกล้ามเนื้อด้วยการกระตุ้นด้วยแสงวันละ 15 นาที ที่ความถี่ 2 ครั้งต่อวินาที โดยผลปรากฏว่า เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับการกระตุ้น การฝึกดังกล่าวทำให้ระยะการขยับของครีบเพิ่มขึ้นถึง 4 เท่า
Summary
ในการออกแบบรุ่นก่อนหน้า ทีมวิจัยได้ใช้เจลไฟบรินที่มีความอ่อนนุ่มมาก แต่พบว่าเจลมีแนวโน้มเกิดรอยย่นเมื่อถูกเซลล์กล้ามเนื้อดึง จึงเปลี่ยนมาใช้เจลที่ทำจากเจลาตินซึ่งมีความแข็งมากกว่า พร้อมสร้างร่องที่มีฐานเป็นรูปสี่เหลี่ยมบนพื้นผิว ร่องดังกล่าวช่วยให้เซลล์เรียงตัวและหลอมรวมกันเป็นเส้นใยกล้ามเนื้อ ทำให้สามารถออกแรงร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ของสหรัฐฯ พัฒนาหุ่นยนต์ชีวภาพขนาดจิ๋วที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์กล้ามเนื้อมีชีวิตเพียงชั้นเดียว โดยสามารถว่ายน้ำและเลี้ยวผ่านเส้นทางเขาวงกตในน้ำตามแสงที่นักวิจัยใช้ควบคุมได้ แม้หุ่นยนต์ต้นแบบจะเคลื่อนที่ได้ค่อนข้างช้าและยังห่างไกลจากการนำไปใช้งานในทะเลจริง แต่โครงสร้างที่บางและเรียบง่ายอาจนำไปสู่การพัฒนาหุ่นยนต์ว่ายน้ำที่มีความอ่อนนุ่มและต้นทุนต่ำลงในอนาคต
หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุดประมาณ 4 เท่าของความยาวลำตัวต่อนาที ในการทดลองที่รายงาน นักวิจัยสามารถบังคับให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่และเลี้ยวผ่านเขาวงกตอย่างง่ายภายในจานเพาะเชื้อขนาดใหญ่ โดยใช้แสงจากอุปกรณ์ที่ถืออยู่ในมือ อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์รุ่นนี้ยังต้องพึ่งพาผู้ควบคุมจากภายนอกในการกำหนดทิศทาง