T-1000 แต่กระตุกกว่า เว็บสล็อต โดย ราหุล ราว | เผยแพร่เมื่อ 5 กุมภาพันธ์ 2022 15:47 น ศาสตร์ เทคโนโลยี เด็กสามคนตื่นเต้นในชั้นเรียนหุ่นยนต์พิมพ์ของเล่นหุ่นยนต์บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติ
หุ่นยนต์พลาสติกที่พิมพ์ 3 มิติอาจไม่มีอะไรใหม่ แต่หุ่นยนต์เจลาตินที่พิมพ์ 3 มิติ? พวกเขาสามารถสร้างกระแสให้กับของเล่นเด็ก ขั้นตอนทางการแพทย์ และอื่นๆฝากรูปถ่าย
การ ผสมเจลาตินกับน้ำเชื่อมสามารถทำเป็นของหวานแสนอร่อยในปี 1900 แต่ยังเป็นฐานของสารคล้ายเจลที่อาจนำไปสู่หุ่นยนต์ราคาถูก โค้งงอ และยั่งยืนในอนาคต
4 ways to save money on lumber
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโยฮันเนส เคปเลอร์ ลินซ์ ประเทศออสเตรีย ได้สร้างนิ้วหุ่นยนต์ที่เหมือนหนวดเคราด้วยเจลาตินและวัสดุอื่นๆ ที่คุณอาจหาได้ในร้านใกล้บ้านคุณ พวกเขาปรุงส่วนผสมแล้วสร้างนิ้วในเครื่องพิมพ์ 3 มิติ พวกเขาตีพิมพ์ผลงานเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ในScience Robotics
คุณอาจเคยชินกับการคิดว่าหุ่นยนต์เป็นโครงสร้างที่แข็งแรงของโลหะ เซรามิก และวัสดุแข็งอื่นๆ เหล่านี้เป็นเครื่องจักรประเภทหนึ่งที่สร้างรถยนต์และสร้างโครงกระดูกภายนอก แต่มีหุ่นยนต์ประเภทอื่นๆ อีกประเภทหนึ่ง ซึ่งทำจากวัสดุที่เป็นไปตามข้อกำหนดมากกว่าซึ่งสามารถโค้งงอไปตามสภาพแวดล้อมได้
นี่คือโลกที่กำลังเติบโตของหุ่นยนต์แบบนิ่ม ในอนาคตอันใกล้ จะเป็นหุ่นยนต์อ่อนที่อาจเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ ซึ่งความยืดหยุ่นของพวกมันสามารถช่วยให้เครื่องมือผ่าตัดปรับให้เข้ากับรูปร่างต่างๆ ของร่างกายได้ เป็นหุ่นยนต์อ่อนที่อาจเลียนแบบสัตว์ทะเลและเจาะลึกใต้ทะเลทั้งบนโลกและในโลกอื่น
แต่แม้ว่าหุ่นยนต์ที่นิ่มนวลเหล่านี้สามารถสุดขั้วและแหวกว่ายได้เหมือนปลา แต่วัสดุที่ทำให้มันใช้งานได้มักจะเป็นโพลีเมอร์ เช่น พลาสติก ซึ่งไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้หรือเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ในทางกลับกัน เจลาตินย่อยสลายทางชีวภาพตามธรรมชาติ ไม่ทิ้งร่องรอยไว้ ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตหุ่นยนต์เช่นในลินซ์จึงได้ปรับปรุงวัสดุที่มีเจลาตินเป็นหลักมาสองสามปีแล้ว
แต่เจลาตินมีความท้าทายอื่นๆ ที่คุณอาจไม่คาดคิดว่าจะปรากฏในห้องปฏิบัติการวิทยาการหุ่นยนต์ เนื่องจากเป็นน้ำตาลและโปรตีนเป็นหลัก จึงมีแนวโน้มที่จะดึงดูดเชื้อรา และเมื่อปริมาณน้ำในเจลแห้ง ซึ่งเป็นสิ่งที่คาดการณ์ได้ว่าจะเกิดในสภาพแวดล้อมที่แห้งมาก เจลนั้นก็ใช้งานยาก
“มันเปราะบางเกินไป” Florian Hartmannนักฟิสิกส์จาก EFPL ในสวิตเซอร์แลนด์และหนึ่งในนักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังบทความฉบับใหม่กล่าว “ดังนั้น ถ้าคุณยืดมันเพียงเล็กน้อย มันจะหักได้ง่ายมาก”
สูตรอาหารของกลุ่มลินซ์ได้รับความท้าทาย
บางประการ นอกจากเจลาตินและน้ำตาลแล้ว พวกเขายังเติมกรดซิตริกเข้าไป ซึ่งจะเปลี่ยนค่า pH ของวัสดุและป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์กินเข้าไปก่อนเวลาอันควร พวกเขายังผสมในกลีเซอรอลซึ่งช่วยให้เจลอยู่ในน้ำ ด้วยการอัพเกรดเหล่านี้ วัสดุสามารถยืดออกได้ถึงหกเท่าของความยาวเดิมและยังคงโครงสร้างไว้ กลุ่ม Linz ได้เผยแพร่สูตรนี้ เป็นครั้งแรกภายใน ปี 2020
“เราเดินหน้าต่อไปและพยายามสร้างหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นด้วยประสิทธิภาพและการทำงานที่มากขึ้น” ฮาร์ทมันน์กล่าว
ที่นำพวกเขามาสู่วันนี้ นักวิจัยของ Linz ได้ปรับเปลี่ยนเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อใช้สารเจลาติน ซึ่งแตกต่างจากผู้สร้างเจลาตินส่วนใหญ่ที่เคยทำชิ้นส่วนของพวกเขาด้วยแม่พิมพ์เหมือนกับที่คุณทำในครัว
หุ่นยนต์ซอฟต์โรบ็อตการพิมพ์ 3 มิติเป็นเทคโนโลยีที่มีคำสัญญามากมาย แต่ให้ผลลัพธ์เพียงเล็กน้อย ส่วนหนึ่งของปัญหาคือพอลิเมอร์บางตัวที่ใช้เป็นเวลานานในการจับตัวและแข็งตัว หมายความว่าการพิมพ์จะใช้เวลาในระยะเวลาที่ไม่เหมาะสม แต่เจลาตินมีข้อได้เปรียบ: ในฐานะที่เป็นโปรตีน มันสามารถตกผลึกและพิมพ์งานได้เร็วกว่าพอลิเมอร์
“การผลิตสิ่งที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ออกมาจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ—ฉันเชื่อว่านี่เป็นแนวทางที่น่าสนใจมาก” Ramses Martinezวิศวกรของ Purdue University ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับบทความนี้กล่าว
ในการทำให้นิ้วขยับได้ กลุ่ม Linz ได้พันมันด้วยโครงกระดูกภายนอกที่ทำจากวัสดุที่มีเอธานอลและครั่ง ซึ่งเป็นเรซินที่ใช้ในบันทึกที่เก่ามาก แถบเหล่านี้ไวต่อการหักเหของแสงหรือการหักเหของแสงเมื่อผ่านระหว่างนิ้วกับอากาศรอบๆ
ที่ทำให้สามารถควบคุมนิ้วเจลาตินที่พิมพ์ 3 มิติได้ด้วยการกดอากาศที่มัน อากาศที่กำลังเคลื่อนที่เปลี่ยนมุมของแสงที่ส่องผ่าน ซึ่งทำให้แถบนั้นแกว่งไปมาในการตอบสนอง กลุ่ม Linz ควบคุมนิ้วด้วยระบบที่มีRaspberry Piและคอนโทรลเลอร์ PlayStation 4 ในการทดลอง พวกเขาสามารถทำให้มันผลักวัตถุออกจากสภาพแวดล้อมได้
[ที่เกี่ยวข้อง: ปีกหุ่นยนต์เหล่านี้ใช้กล้ามเนื้อเทียมกระพือเหมือนแมลง ]
Hartmann ไม่แน่ใจว่านิ้วนี้จะออกไปนอกห้องแล็บได้ดีแค่ไหน เจลาตินสามารถขึ้นไปได้ประมาณ 140 องศาฟาเรนไฮต์ก่อนที่เจลาตินจะเริ่มละลาย และจะต้องทำการซ่อมให้มากกว่านี้ก่อนที่จะโดนน้ำ แต่ข่าวดีก็คือ เนื่องจากทำจากส่วนผสมที่หาได้ทั่วไป จึงง่ายต่อการสร้างวัสดุเพิ่มเติมสำหรับการทดสอบต่อไป
“ฉันเชื่อว่าทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับโปรตีนเป็นสิ่งที่คุณสามารถสำรวจการนำเทคโนโลยีนี้เข้ามา” มาร์ติเนซกล่าว ซึ่งอาจรวมถึงชิ้นส่วนหุ่นยนต์ที่ใช้ในการผลิตอาหารเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงด้านความปลอดภัยจากชิ้นส่วนที่ไม่ใช่อินทรีย์ Hartmann ยังจินตนาการว่ามันถูกใช้ในของเล่นหุ่นยนต์ เพื่อลดอันตรายต่อเด็ก หรือในการติดตั้งแบบป็อปอัพเพื่อให้ทิ้งได้ง่าย
มาร์ติเนซเสริมว่าหุ่นยนต์เจลาตินสามารถนำมาใช้เพื่อเข้าสู่สภาพแวดล้อมที่อ่อนไหว เช่น พื้นที่ที่ มีกัมมันตภาพรังสีสูงซึ่งผู้ปฏิบัติงานต้องสมดุลความต้องการในการลดอันตรายต่อตัวเองด้วยความจำเป็นในการป้องกันการปนเปื้อนเพิ่มเติม “คุณแค่ไม่ต้องการนำพวกมันกลับมาและกู้คืนพวกมัน” เขากล่าว “ดังนั้น สำหรับผลกระทบเหล่านี้ การมีบางสิ่งที่จะย่อยสลายและย่อยสลายทางชีวภาพได้จริง นั่นก็ค่อนข้างน่าสนใจทีเดียว”
หุ่นยนต์เจลาตินอาจไม่สามารถยกน้ำหนักได้มากพอที่จะสร้างรถยนต์ได้ แต่ดังที่แสดงด้วยนิ้วเดียวนี้ หุ่นยนต์สามารถทำอะไรได้มากกว่านั้น เว็บสล็อต
