ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

แขนกลหนวดปลาหมึก ใช้ปุ่มดูดอัจฉริยะคลำทางและจับวัตถุ ตัวช่วยสำรวจโลกใต้ทะเลลึก

02 ก.ค. 694 นาที02 ก.ค. 69

นักวิทยาศาสตร์อิตาลีพัฒนา “แขนกลหนวดปลาหมึก” ใช้ปุ่มดูดอัจฉริยะคลำทางและจับวัตถุได้อัตโนมัติ โดยไม่ต้องพึ่งกล้องหรือสัญญาณสั่งการจากส่วนกลาง

ขนาดตัวอักษร

นักวิทยาศาสตร์อิตาลีพัฒนา “แขนกลหนวดปลาหมึก” ใช้ปุ่มดูดอัจฉริยะคลำทางและจับวัตถุได้อัตโนมัติ โดยไม่ต้องพึ่งกล้องหรือสัญญาณสั่งการจากส่วนกลาง

ท้องทะเลลึกคือหนึ่งในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายที่สุดสำหรับหุ่นยนต์สำรวจ กระแสน้ำที่แปรปรวน ทัศนวิสัยที่แทบเป็นศูนย์ และพื้นผิวที่ไม่แน่นอน ล้วนทำให้หุ่นยนต์แบบเดิมที่ใช้การสั่งการแบบรวมศูนย์และโครงสร้างแข็งทำงานได้อย่างจำกัด ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีอิตาลี (Italian Institute of Technology) จึงหันไปหาแรงบันดาลใจที่ธรรมชาติฝึกฝนมากว่า 500 ล้านปี นั่นคือ "ปลาหมึก" สัตว์ที่มีระบบประสาทกระจายอยู่ทั่วลำตัว และสามารถจัดการวัตถุได้อย่างแม่นยำแม้ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน

การดูดจับกระป๋องของแขนกลปลาหมึก

เมื่อแขนหุ่นยนต์เริ่ม "คิด" ด้วยปุ่มดูด

ปลาหมึกมีสมองขนาดเล็กอยู่ตรงกลาง แต่กว่า 60% ของเซลล์ประสาทกระจายอยู่ตามแขนทั้งแปด แต่ละแขนสามารถประมวลผลข้อมูลและตอบสนองได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องรอคำสั่งจากสมองส่วนกลาง นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีอิตาลี (Italian Institute of Technology) ได้นำหลักการนี้มาถ่ายทอดเป็นวัสดุซิลิโคนและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ผลลัพธ์คือแขนกลนุ่มความยาว 41 เซนติเมตร ที่มีปุ่มดูดเทียม 10 อัน ขนาดค่อย ๆ เล็กลงจากโคนไปถึงปลาย ไม่มีกล้อง ไม่มีคอมพิวเตอร์ภายนอก และไม่มีระบบควบคุมแบบรวมศูนย์

เซนเซอร์แสงในปุ่มดูด กุญแจสำคัญของระบบ

ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากสถาบันเทคโนโลยีอิตาลี (Italian Institute of Technology) นำโดย Barbara Mazzolai ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ Bioinspired Soft Robotics ได้พัฒนาเทคโนโลยีแขนกลที่เป็นหนึ่งในตัวอย่างแรก ๆ ของแขนกลนุ่มที่ฝังเซนเซอร์สัมผัสไว้ในปุ่มดูด เปิดทางให้หุ่นยนต์จัดการวัตถุได้ด้วยการสัมผัสโดยไม่พึ่งการมองเห็น

การทดลองและระบบการทำงานของแขนกลปลาหมึก

ภายในปุ่มดูดแต่ละอันมี LED และโฟโตทรานซิสเตอร์ขนาดจิ๋วสามคู่ทำหน้าที่เป็น "ระบบประสาท" ขนาดเล็ก เมื่อวัตถุสัมผัสปุ่มดูด ซิลิโคนจะเปลี่ยนรูปและส่งผลต่อรูปแบบการสะท้อนแสงภายใน ระบบแปลความเปลี่ยนแปลงนี้ออกมาเป็นสามข้อมูล ได้แก่ มีการสัมผัสหรือไม่ แรงมากน้อยแค่ไหน และมาจากทิศทางใด ความไวของเซนเซอร์อยู่ที่ประมาณ 400 มิลลิโวลต์ต่อนิวตัน โดยมีค่าคลาดเคลื่อนของแรงเพียง 0.1 นิวตัน และค่าคลาดเคลื่อนเชิงทิศทางเฉลี่ยประมาณ 8 องศา ซึ่งเทียบได้กับช่องว่างระหว่างตัวเลขสองตัวบนหน้าปัดนาฬิกา

การควบคุมทำงานสองระดับพร้อมกัน ระดับแรกคือการตอบสนองเฉพาะที่ ปุ่มดูดแต่ละอันมีวงจรอิสระที่จะดูดติดทันทีเมื่อตรวจพบการสัมผัส โดยไม่ต้องรอคำสั่ง ระดับที่สองคือการประมวลผลภาพรวม โดยรวบรวมข้อมูลจากปุ่มดูดทั้งหมดในช่วงเวลาประมาณสี่วินาที เพื่อตัดสินใจว่าจะม้วนแขนขึ้น ลง หรือบิดตัวในทิศทางใด

ทำงานใต้น้ำได้จริง

การทดสอบทั้งหมดดำเนินการใต้น้ำ แขนกลสามารถตรวจจับขวดแก้วและถ้วยพลาสติกขณะกำลังเคลื่อนที่อยู่ ประเมินน้ำหนักวัตถุที่จับได้อย่างแม่นยำ รวมถึงจัดการกับวัตถุที่วางในมุมต่างกัน เช่น ดาวทะเลเทียม น้ำหนักสูงสุดที่แขนกลรับได้อยู่ที่ประมาณ 500 กรัม และเซนเซอร์ยังคงความแม่นยำหลังการใช้งานซ้ำกว่า 300 รอบ อีกทั้งยังสามารถส่งข้อมูลแบบประหยัด เนื่องจากปุ่มดูดแต่ละอันส่งเฉพาะทิศทางการสัมผัสไปยังตัวควบคุมหลัก แทนที่จะส่งข้อมูลดิบทั้งหมด ทำให้ระบบใช้แบนด์วิดท์ต่ำ และสามารถขยายจำนวนปุ่มดูดหรือเพิ่มแขนกลได้โดยไม่ทำให้ความเร็วตอบสนองลดลง

ระบบปุ่มดูดเทียมของแขนกลในช่วงที่ตรวจพบการสัมผัส

จากใต้ทะเลสู่โครงสร้างพื้นฐานอุตสาหกรรม

การออกแบบแบบโมดูลาร์ทำให้สามารถปรับจำนวนและตำแหน่งของปุ่มดูดได้ตามภารกิจ งานที่มีศักยภาพสูงในระยะใกล้ ได้แก่ การตรวจสอบโครงสร้างใต้น้ำอย่างท่อส่ง สายเคเบิล และแท่นขุดเจาะ รวมถึงการเก็บตัวอย่างทางชีววิทยาในสภาพแวดล้อมที่หุ่นยนต์แบบแข็งเข้าไม่ถึง ทีมวิจัยวางแผนนำเทคโนโลยี neuromorphic computing มาเสริมในขั้นถัดไป เพื่อให้ระบบเลียนแบบวงจรประสาทธรรมชาติของปลาหมึกได้ใกล้เคียงยิ่งขึ้น

แขนกลหนวดปลาหมึกนี้ ไม่ได้เพียงแค่จับวัตถุ แต่ "ตัดสินใจ" ว่าจะจับอย่างไร ด้วยระบบประสาทเทียมที่กระจายอยู่ทั่วร่างกายแทนที่จะรวมไว้ที่ศูนย์กลาง หุ่นยนต์ตัวนี้จึงเป็นก้าวสำคัญสู่ยุคของหุ่นยนต์อ่อนตัวที่ฉลาด ปรับตัวได้ และทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในโลกที่ไม่แน่นอนอย่างท้องทะเลลึก หากการพัฒนาในขั้นต่อไปสำเร็จ เราอาจได้เห็นแขนกลที่สามารถสำรวจและซ่อมบำรุงโครงสร้างใต้น้ำได้อย่างอิสระ

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: newatlas, iit, nature
ที่มาภาพ: iit

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

เขียนโดย

นักเขียนอิสระ สนใจเทคโนโลยี เชื่อว่าคอนเทนต์และ Storytelling ที่ดี สามารถเชื่อมโยงผู้คนกับข้อมูลได้

บทความที่เกี่ยวข้อง

นักศึกษาไทยเจ๋ง! บุกเวทีวิจัยโลก ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับนิวทริโน เชื่อมโยงความสำเร็จ Nobel Prize in Physics 2026Thai Genius

นักศึกษาไทยเจ๋ง! บุกเวทีวิจัยโลก ร่วมพัฒนาเทคโนโลยีตรวจจับนิวทริโน เชื่อมโยงความสำเร็จ Nobel Prize in Physics 2026

งานวิศวกรรมไม่ได้หยุดอยู่แค่ในห้องเรียน แต่สามารถต่อยอดไปสู่ภารกิจสำรวจจักรวาลระดับโลกได้!

13 ต.ค. 69|16 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
“ราดำ” ภัยเงียบที่มากับบ้านหลังน้ำท่วมวิทยาศาสตร์

“ราดำ” ภัยเงียบที่มากับบ้านหลังน้ำท่วม

สถานการณ์น้ำท่วมกรุงเทพมหานครในปลายเดือนกันยายน 2026 ถือเป็นหนึ่งในเหตุการณ์น้ำท่วมที่รุนแรงที่สุดในรอบหลายปี กรุงเทพมหานครประกาศเป็นพื้นที่ภัยพิบัติทั้ง 50 เขต หลังฝนตกหนักต่อเนื่องนาน 48 ชั่วโมง

13 ต.ค. 69|18 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟเทคโนโลยี

ราวม่านโซลาร์เซลล์! เปิด-ปิดเองตามแสงแดด คุมผ่านมือถือ-เสียง ไม่ต้องเดินสายไฟ

อุปกรณ์ราวม่านอัจฉริยะพลังงานแสงอาทิตย์ ปรับเปลี่ยนแสงในบ้านอัตโนมัติตามการโคจรของดวงอาทิตย์ ควบคุมผ่านสมาร์ตโฟนและคำสั่งเสียง โดยไม่ต้องเจาะผนังหรือเดินสายไฟให้ยุ่งยาก

13 ต.ค. 69|20 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุดวิทยาศาสตร์

ใช้ร่างกายเป็นเครือข่าย! เซนเซอร์ขนาด 3 มม. เชื่อมอุปกรณ์ ช่วยตรวจ-รักษาเฉพาะจุด

13 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!วิทยาศาสตร์

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!

11 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Meta แบนโฆษณา TikTok บน Facebook และ Instagram ใน 7 ประเทศ รวมไทย มีผลทันที!Social Media

Meta แบนโฆษณา TikTok บน Facebook และ Instagram ใน 7 ประเทศ รวมไทย มีผลทันที!

10 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Google SynthID Detector ตรวสอบลายน้ำ ภาพ คลิปวิดีโอ เสียง ที่สร้างจาก AIAI

Google SynthID Detector ตรวสอบลายน้ำ ภาพ คลิปวิดีโอ เสียง ที่สร้างจาก AI

10 ต.ค. 69
อ่านต่อ →