หุ่นยนต์งูขุดดินได้

หุ่นยนต์งูขุดดินได้

หุ่นยนต์AMERICA Snake ที่เคลื่อนไหวได้อย่างคล่องตัวสามารถช่วยให้มนุษย์เก็บตัวอย่างดิน ติดตั้งท่อส่งใต้ดินและสายเคเบิล 

หุ่นยนต์ประสบความสำเร็จมากมายในการสำรวจพื้นดิน ใต้ทะเล บนท้องฟ้า แม้แต่ในอวกาศ อย่างไรก็ตาม พวกเขายังคงเผชิญกับความท้าทายมากมายหากต้องการย้ายใต้ดิน ทีมวิศวกรของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารา (UCSB) และสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย (GT) ได้พัฒนาหุ่นยนต์รุ่นใหม่ที่สามารถขุดดินทรายหรือดินอ่อนได้New Atlas รายงานเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน

ด้วยการเคลื่อนไหวที่ค่อนข้างง่าย แต่มีความยืดหยุ่นสูง งูจึงเป็นแรงบันดาลใจให้กับหุ่นยนต์มาอย่างยาวนาน หุ่นยนต์งูถูกใช้เพื่อสำรวจสภาพแวดล้อมต่างๆ เช่น เนินทราย ก้นทะเล ท่อส่ง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เลิกใช้งานแล้ว และแม้แต่ร่างกายมนุษย์

ผู้เชี่ยวชาญที่ UCSB และ GT สร้างหุ่นยนต์งูเพื่อช่วยในการสำรวจใต้ดิน อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดคือสื่อนี้มีความต้านทานมากกว่าน้ำหรืออากาศมาก อย่างไรก็ตาม ทางทีมงานได้ค้นพบวิธีการแก้ไขปัญหานี้แล้ว

หุ่นยนต์นุ่ม ๆ เคลื่อนไหวโดยค่อยๆ งอกหัวเหมือนเถาวัลย์ ส่งผลให้ส่วนบนของศีรษะเป็นส่วนที่เคลื่อนไหวเพียงส่วนเดียว ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานได้มากเมื่อเทียบกับตอนที่เคลื่อนไหวทั้งตัว นอกจากนี้ วิศวกรยังติดอุปกรณ์ที่พ่นลมออกทางด้านหน้าที่หัวหุ่นยนต์ ช่วยผลักทรายออกไปให้โล่ง

อย่างไรก็ตาม พวกเขายังมีปัญหาอื่นอยู่ กล่าวคือ เมื่อเคลื่อนที่ผ่านทรายในแนวนอน หุ่นยนต์จะมีแนวโน้มสูงขึ้นจนลอยออกจากพื้นผิว เหตุผลก็คือแรงดันจากทรายจำนวนเล็กน้อยที่อยู่เหนือหุ่นยนต์นั้นน้อยกว่าปริมาณของทรายอัดด้านล่างมาก

เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ ทีมงานได้ออกแบบหุ่นยนต์เพื่อให้หุ่นยนต์พ่นอากาศลงด้านล่าง ซึ่งจะช่วยลดแรงเสียดทาน นอกจากนี้ พวกเขายังเพิ่มวัตถุมีคมที่ด้านหน้าหัวของหุ่นยนต์ ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากจิ้งจก Scincus scincus เพื่อช่วยให้หุ่นยนต์ขุดได้ง่ายขึ้น

ในที่สุด วิศวกรก็ประสบความสำเร็จในการสร้างหุ่นยนต์ตัวเล็กที่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างง่ายดายผ่านสภาพแวดล้อมที่แห้งและเป็นเม็ดเล็กๆ เช่น ทรายและดิน มันสามารถหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางด้วยการบิดและหมุนเหมือนงู หรือดำน้ำลึกแล้วโผล่ออกมาอีกด้านหนึ่ง การศึกษาใหม่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารScience Robotics