ผิวหนังอัจฉริยะที่สามารถเปลี่ยนวัตถุให้เป็นหุ่นยนต์ได้

          ในปัจจุบันหุ่นยนต์เข้ามามีบทบาทในชีวิตเรามากยิ่งขึ้น อย่างที่เราทราบกันดีว่า หุ่นยนต์มักจะอยู่ในรูปแบบชิ้นส่วนของแข็งหลายชิ้นนำมาเชื่อมต่อกันเป็นรูปร่าง มีกลไก และมีหน่วยควบคุมการทำงาน (Microcontroller Unit) เป็นหัวใจสำคัญที่ทำให้หุ่นยนต์สามารถทำงานตามที่เราต้องการได้ โดยปกติแล้วหุ่นยนต์มักจะถูกสร้างมาเพื่อการประยุกต์เฉพาะด้าน ดังเช่น การสำรวจและค้นหา (Exploration and Search) และการช่วยเหลือ (Rescue) เป็นต้น โดยไม่จำเป็นต้องใช้มนุษย์ในการทำงานที่เสี่ยงอันตราย ซึ่งหุ่นยนต์สำหรับการประยุกต์ดังกล่าว มักจะพยายามสร้างให้มีโครงสร้างที่ยืดหยุ่นขึ้น โดยโครงสร้างส่วนมากจะเป็นวัสดุประเภทพลาสติกและยาง แต่อย่างไรก็ตามด้วยข้อจำกัดทางโครงสร้าง ทำให้หุ่นยนต์ลักษณะนี้ก็ยังไม่สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในรูปแบบสารพัดประโยชน์กับงานบางประเภทอยู่ดี


          เมื่อปีที่แล้ว ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเยล (Yale University) และมหาวิทยาลัยเพอร์ดิว (Purdue University) ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนารูปแบบของหุ่นยนต์ชนิดใหม่ที่เป็นลักษณะสวมใส่ได้กับวัตถุชนิดต่าง ๆ [2] โดยทีมวิจัยได้ทำการออกแบบหุ่นยนต์ที่มีลักษณะเป็นแผ่นผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์แบบ 2 มิติ ซึ่งภายในจะประกอบไปด้วย เซนเซอร์ มอเตอร์ หน่วยควบคุมการทำงาน และแผ่นฐานรองรับ (Substrate) สำหรับการใช้งานนั้น จะนำแผ่นผิวหนังหุ่นยนต์ไปพันรอบวัตถุที่เราต้องการ หลังจากนั้นจะทำการเขียนโปรแกรมเพื่อสั่งการให้หน่วยควบคุมการทำงานควบคุมหุ่นยนต์ให้ทำงานตามที่เราต้องการ โดยที่แผ่นผิวหนังหุ่นยนต์นี้สามารถที่จะลอกออกมา และนำมาใช้งานต่อได้เรื่อย ๆ
            ทีมวิจัยนี้ได้เสนอการประยุกต์ใช้งานเชิงปฏิบัติ ยกตัวอย่างเช่น การจำลองการเคลื่อนที่ของสัตว์ โดยการนำแผ่นผิวหนังหุ่นยนต์ไปติดกับแท่งโฟม เมื่อสั่งการควบคุมแล้ว จะสามารถทำให้แท่งโฟมเสมือนเคลื่อนที่ในลักษณะ 1 หรือ 2 มิติได้ นักวิจัยได้ทำการทดลองติดตั้งเซนเซอร์แสง (Light Sensor) ไว้บริเวณส่วนหน้าของแท่งโฟมอีกด้วย เมื่อทำการตีเส้น เราก็จะสามารถสร้างให้แท่งโฟมเป็นหุ่นยนต์เดินตามเส้นได้ นอกจากนั้นทีมวิจัยได้ประยุกต์เป็นอุปกรณ์สังเกตการณ์ทางการแพทย์ (Medical Monitoring) โดยสร้างเป็นลักษณะการตรวจจับหลังโก่งงอของร่างกาย โดยนำแผ่นผิวหนังหุ่นยนต์ไปติดไว้บริเวณด้านหลังของเสื้อ เมื่อร่างกายเราอยู่ในท่าทางที่ไม่เหมาะสม จะมีสัญญาณแจ้งเตือนเกิดขึ้น ในการประยุกต์สุดท้าย ทีมนักวิจัยได้ทดลองนำแผ่นผิวหนังหุ่นยนต์ไปคลุมวัตถุและสร้างเป็นหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้ขนาดใหญ่ โดยการเคลื่อนที่นี้จะมีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากมีทิศทางการเคลื่อนที่มากถึง 12 ทิศทาง ผลการทดลองพบว่า ในโครงสร้างที่มีความซับซ้อนมาก แผ่นผิวหนังหุ่นยนต์นี้ก็ยังสามารถประยุกต์ใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ           

            จากงานวิจัยนี้ได้แสดงให้เห็นถึงรูปแบบของหุ่นยนต์แบบใหม่ ที่แค่นำแผ่นอิเล็กทรอนิกส์ไปติดไว้กับวัตถุก็สามารถสร้างเป็นหุ่นยนต์แบบที่เราต้องการได้ รูปแบบหุ่นยนต์นี้สามารถสร้างได้ด้วยต้นทุนต่ำ สร้างได้หลากหลายขนาด นำกลับมาใช้ซ้ำได้ และเป็นไปได้ในเชิงการค้า ซึ่งงานนี้ทำให้เราได้เห็นถึงการพัฒนาเทคโนโลยีของหุ่นยนต์ที่รุดหน้าอย่างรวดเร็ว โดยจะพบว่าการพัฒนาอาจไม่จำเป็นต้องมุ่งเน้นในเชิงอัจฉริยะก็ได้ แต่แค่ให้เป็นการพัฒนาที่สามารถนำมาแก้ปัญหาได้จริงในเชิงปฏิบัติ ก็เป็นประโยชน์กับเราแล้ว 

 

อ้างอิง
 

• [1] Example image obtained from https://www.sciencenews.org/article/high-tech-skins-turn-everyday-objects-robots (สืบค้นเมื่อ 23 ตุลาคม พ.ศ. 2562)
• [2] J. W. Booth et al.,  OmniSkins: Robotic skins that turn inanimate objects into multifunctional robots, Science Robotics 3 (2018), eaat1853.