หุ่นยนต์แมลงขนาดเล็กและเร็วที่ทำลายสถิติ

หุ่นยนต์ทั้งสองตัวคือ MiniBug และ WaterStrider มี ความยาว 8.5 มม. และ 22 มม. ตามลำดับ และสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 6 มม. ต่อวินาที

หุ่นยนต์ WaterStrider และ MiniBug อยู่ข้างเหรียญ ภาพถ่าย: บ็อบ ฮับเนอร์/WSU — หุ่นยนต์ WaterStrider และ MiniBug อยู่ข้างเหรียญ ภาพถ่าย: *บ็อบ ฮับเนอร์/WSU*

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐวอชิงตันได้พัฒนาหุ่นยนต์คล้ายแมลงสองตัวที่เรียกว่า MiniBug และ WaterStrider โดย TechXplore รายงานเมื่อวันที่ 18 มกราคม พวกมันคือหุ่นยนต์ที่เล็กที่สุด เบาที่สุด และทำงานได้เร็วที่สุดในประเภทเดียวกัน ในอนาคต ไมโครโรบอตเหล่านี้อาจนำไปใช้ในกิจกรรมต่างๆ ได้มากมาย เช่น การผสมเกสรเทียม การค้นหาและกู้ภัย การติดตามสิ่งแวดล้อม การผลิตในระดับจุลภาค หรือการผ่าตัด

MiniBug มีความยาว 8.5 มม. และมีน้ำหนัก 8 มิลลิกรัม ในขณะที่ WaterStrider มีความยาว 22 มม. และมีน้ำหนัก 55 มิลลิกรัม ทั้งสองสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 6 มิลลิเมตรต่อวินาที แม้ว่าจะยังคงช้ากว่าแมลงตามธรรมชาติ แต่ความเร็วนี้ถือว่าเร็วเมื่อเทียบกับไมโครโรบอตที่มีขนาดใกล้เคียงกัน ตามที่ Conor Trygstad นักศึกษาปริญญาเอกในคณะวิศวกรรมเครื่องกลและวัสดุและผู้เขียนหลักของผลการศึกษากล่าว มดที่มีน้ำหนัก 5 มิลลิกรัมสามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบหนึ่งเมตรต่อวินาที

องค์ประกอบสำคัญของหุ่นยนต์เหล่านี้คือตัวกระตุ้นขนาดเล็กที่ช่วยให้พวกมันเคลื่อนที่ได้ Trygstad ใช้เทคนิคการผลิตแบบใหม่เพื่อย่อขนาดตัวกระตุ้นให้เหลือน้อยกว่า 1 มิลลิกรัม ซึ่งถือเป็นขนาดเล็กที่สุดเท่าที่มีการผลิตมา “นี่คือแอคชูเอเตอร์ที่เล็กที่สุดและเร็วที่สุดที่เคยพัฒนาขึ้นสำหรับไมโครโรบอต” Néstor O. Pérez-Arancibia ศาสตราจารย์จากคณะวิศวกรรมเครื่องกลและวัสดุแห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐวอชิงตันกล่าว

ตัวกระตุ้นใช้โลหะผสมที่มีหน่วยความจำรูปร่าง ซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้เมื่อได้รับความร้อน วัสดุดังกล่าวเรียกว่า “ความจำรูปร่าง” เพราะว่ามันสามารถจดจำได้ และสามารถกลับคืนสู่รูปร่างเดิมได้ ไม่เหมือนมอเตอร์แบบเดิมที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายหุ่นยนต์ โลหะผสมเหล่านี้ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวหรือหมุนเลย

โดยทั่วไปแล้วโลหะผสมที่มีหน่วยความจำรูปร่างจะไม่ถูกใช้สำหรับการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ขนาดใหญ่ เนื่องจากมีความช้าเกินไป แต่ด้วย MiniBug และ WaterStrider ตัวกระตุ้นจะทำจากสายโลหะผสมที่มีหน่วยความจำรูปร่าง 2 เส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 0.025 มม. ด้วยกระแสไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย สายไฟจึงสามารถให้ความร้อนและทำความเย็นได้อย่างง่ายดาย ช่วยให้หุ่นยนต์สามารถกระพือครีบหรือขยับขาได้ด้วยความเร็วสูงสุด 40 ครั้งต่อวินาที ในการทดสอบเบื้องต้น ตัวกระตุ้นยังสามารถยกวัตถุที่น้ำหนักมากกว่าน้ำหนักตัวมันเองได้มากกว่า 150 เท่า

Thu Thao (ตามข้อมูลของ TechXplore )

ลิงค์ที่มา