หุ่นยนต์ตัวเล็กข้ามพื้นผิวหลากหลายได้อย่างไร
* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th
หุ่นยนต์ขนาดพอวางบนฝ่ามือที่ต้องเดินทางบนทราย หญ้า หรือผ้า มักเจอปัญหาที่รถล้อผ่านได้ไม่ดี ขาแบบแข็งก็อาจลื่นหรือสะดุดเมื่อพื้นเปลี่ยน แต่ต้นแบบชิ้นหนึ่งกระโดดข้ามพื้นผิวหลายชนิดและลงน้ำว่ายต่อได้ สิ่งที่น่าสนใจคือมันไม่ได้อาศัยมอเตอร์แรงสูงแบบที่เห็นในหุ่นยนต์ขนาดใหญ่
เวลาย่อหุ่นยนต์ให้เล็ก น้ำหนัก พื้นที่ และพลังงานที่ใส่แบตเตอรี่ได้ล้วนมีจำกัด หากมอเตอร์ต้องออกแรงสูงทุกครั้งที่ขยับ ข้อจำกัดเหล่านี้ยิ่งชัด นักวิจัยจึงมองหาวิธีให้โครงสร้างของขาช่วยเก็บพลังงานไว้ แล้วปล่อยออกมาเป็นจังหวะ แทนการผลักตัวไปข้างหน้าด้วยแรงต่อเนื่อง
งานที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances อธิบายว่าทีมใช้ ก้านยืดหยุ่นที่ดัดและบิดให้สะสมพลัง ก่อนดีดข้ามไปเป็นอีกรูปทรง มอเตอร์หมุนปลายก้านอย่างช้า ๆ จนถึงจุดวิกฤต แล้วก้านจะ snap-through เปลี่ยนรูปอย่างฉับพลัน ปลดพลังยืดหยุ่นเป็นแรงผลักสั้น ๆ สำหรับการกระโดด
ก้านชนิดเดียวกันไม่ได้ดีดแบบนี้ทุกทรง นักวิจัยพบว่ารูปทรงเกลียวและวิธีหมุนปลายก้านร่วมกันกำหนดว่ามันจะค่อย ๆ โก่ง หรือจะ snap อย่างรวดเร็ว ทีมใช้ทฤษฎีคำนวณ การจำลอง และแขนหุ่นยนต์ทดสอบดัดก้านหลายแบบ เพื่อทำแผนที่ทำนายว่าเงื่อนไขไหนจะนำไปสู่การดีดที่ทำซ้ำได้
เมื่อนำกติกานั้นไปออกแบบขาเป็นเกลียวสองข้าง แล้วติดตั้งกับหุ่นยนต์ไร้สาย โครงสร้างจะค่อย ๆ รับแรงจากมอเตอร์ ก่อนส่งแรงผลักออกมาเป็นช่วง ๆ ต้นแบบยาวประมาณ 11 เซนติเมตร หนัก 98.2 กรัม ขนาดใกล้เคียงสำรับไพ่หนึ่งชุด ตัวเลขนี้เป็นขนาดของหุ่นยนต์ต้นแบบในงานทดลอง ไม่ใช่ข้อกำหนดของหุ่นยนต์ทุกชนิด
ทีมทดสอบการกระโดดบนไม้ ผ้า อะคริลิก หนัง หญ้า และทราย ความเร็วสูงสุดที่รายงานคือ 3.21 เท่าของความยาวลำตัวต่อวินาทีบนพื้นไม้ เมื่อเฉลี่ยหกพื้นผิว ต้นแบบทำได้ 2.46 เท่าของความยาวลำตัวต่อวินาที เทียบกับ 0.79 ของหุ่นยนต์ขาแข็งที่ใช้เปรียบเทียบ หน่วยนี้หารระยะทางด้วยความยาวตัวหุ่นยนต์ จึงช่วยเทียบการเคลื่อนที่ของสิ่งที่มีขนาดต่างกัน
เมื่อติดครีบยืดหยุ่นบาง ๆ กลไกเดียวกันยังพาหุ่นยนต์ลงน้ำและว่ายได้ งานวิจัยยังสาธิตการเลี้ยว การกลับตีลังกา และการผ่านสนามทรายที่มีสิ่งกีดขวางด้วย จุดเด่นจึงไม่ได้อยู่ที่การเลียนแบบกบให้เหมือนจริง แต่อยู่ที่การนำพลังที่สะสมในชิ้นส่วนยืดหยุ่นมาใช้กับการเคลื่อนที่หลายแบบ
อย่างไรก็ตาม นี่คือต้นแบบทดลองขนาดเล็กและผลจากพื้นผิวที่ทีมเลือกทดสอบ ไม่ได้ยืนยันว่าพร้อมใช้ค้นหาและกู้ภัยในสภาพจริง ซึ่งต้องเจอสิ่งกีดขวางและเงื่อนไขที่คาดเดาไม่ได้มากกว่าเดิม ตัวเลขความเร็วก็เป็นผลของหุ่นยนต์รุ่นนี้ ไม่ควรนำไปเทียบตรง ๆ กับหุ่นยนต์ทุกตัวโดยไม่ดูขนาด วิธีวัด และสนามทดสอบ
หลักการที่งานนี้แสดงคือ มอเตอร์ขนาดเล็กอาจสร้างการเคลื่อนไหวแรงและเร็วได้ หากโครงสร้างช่วยสะสมพลังแล้วปล่อยในจังหวะที่เหมาะ รูปทรงของก้านจึงทำหน้าที่คล้ายกลไกส่งแรงในตัว และเป็นทางเลือกที่วิศวกรนำไปศึกษาต่อสำหรับหุ่นยนต์ที่ต้องรับมือกับพื้นผิวหลากหลาย
จังหวัดไหนของไทยที่พึ่งพาการท่องเที่ยวมากที่สุด ภูเก็ตมีตัวเลขอะไรซ่อนอยู่
มาแล้ว! คัมภีร์เศรษฐีให้โชค งวด 16 พ.ย. 69 เปิดโพยเลขเด่น 1 จัดชุดสองตัว 6 คู่ คอหวยห้ามพลาด!
ประเทศยักษ์ใหญ่อันดับ 1 ของโลก ที่มีปริมาณการส่งออกข้าวมากที่สุด
5 โรงเรียนไทย ที่ค่าเทอมแพงที่สุด ปีละหลายแสน (ไม่รวมนานาชาติ)
เปิด 10 โรงเรียนค่าเทอมแพงที่สุดในไทย! รวมโรงเรียนนานาชาติ จ่ายปีละทะลุล้าน
3 อำเภอของประเทศไทย ที่ขอแยกตัวเป็นจังหวัดใหม่
5 ต้นไม้ และพืชที่ควรระวัง ! หากปลูกใกล้บ้านแล้วปล่อยให้สวนรก อาจเป็นที่หลบซ่อนของงู
"มนต์สิทธิ์" เผยเลขเด็ดมาแรง! งวด 16 พฤศจิกายน 2569...รีบซื้อก่อนหวยหมด
7 จังหวัดในไทยที่มีพื้นที่ป่าไม้มากที่สุด เปิดอาณาจักรสีเขียวผืนใหญ่ที่ยังคงความอุดมสมบูรณ์
ตำรวจจับกุมแก๊งชาวจีนฉ้อโกงเงินสวัสดิการ หลังอ้างเป็นเด็กกำพร้าจากสงครามโลกครั้งที่ 2
บ้านที่แพงที่สุดในโลกมีราคาเท่าไหร่ และใครเป็นเจ้าของ? เปิดมูลค่าคฤหาสน์มหาเศรษฐีระดับโลก
ปริศนา "จรวดผี" (Ghost Rockets) แห่งสวีเดน ปี 1946: วัตถุปริศนาที่บินวนเวียนบนท้องฟ้าคืออะไรกันแน่?






