ชมหุ่นยนต์ปลากระเบนที่ทำจากเซลล์หัวใจของหนูว่ายน้ำไปมาเหมือนมีชีวิตจริง

พวกเขาสร้างสัตว์ประหลาด! มันคือหุ่นยนต์ปลากระเบนทำจากเซลล์หัวใจของหนู และสามารถควบคุมการเคลื่อนที่ใต้น้ำโดยการใช้แสง

เควิน ปาร์กเกอร์จากสถาบันวิสส์ มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและทีมงาน เป็นผู้ออกแบบเจ้าหุ่นยนต์กึ่งเครื่องจักรกึ่งสัตว์ตัวนี้ มันมีความยาว 16 มิลลิเมตร หนักเพียง 10 กรัม โครงกระดูกทำจากทองคำ ห่อหุ้มด้วยโพลิเมอร์ที่ยืดหยุ่น ชั้นกล้ามเนื้อของมันสร้างขึ้นจากเซลล์หัวใจของหนูจำนวนประมาณ 200,000 เซลล์ “วัส NMดุที่ใช้สร้างมันยังมีชีวิตอยู่” ปาร์กเกอร์กล่าว

เพื่อทำให้หุ่นยนต์ตัวเล็กเคลื่อนไหวได้ ทีมงานได้ดัดแปลงยีนของเซลล์หนูให้ไวต่อแสง เมื่อสัมผัสกับแสงเซลล์จะหดตัวและชั้นกล้ามเนื้อก็จะไปดันโครงกระดูก ทำให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนไหวเลียนแบบปลากระเบนจริงได้ ปาร์กเกอร์กล่าวว่า “เราลอกเลียนแบบธรรมชาติ แต่มันได้ผลดี”

การฉายแสงไปที่หุ่นยนต์ด้วยความถี่ค่าหนึ่งจะเกิดคลื่นของการหดตัวแผ่กระจายตามลำตัวของมัน ทำให้มันกระเพื่อม และความถี่ที่แตกต่างกันทำให้มันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน การฉายแสงลงบนด้านใดด้านหนึ่งของลำตัวมันก่อนอีกด้านหนึ่งเล็กน้อย จะทำให้มันเลี้ยวได้ โดยการควบคุมด้วยการฉายแสงในลักษณะนี้ หุ่นยนต์สามารถว่ายน้ำผ่านสิ่งกีดขวางได้สำเร็จ

cyborg-stingray-2

ปลากระเบนเทียมตัวนี้คือเครื่องจักรที่มีชีวิต แต่ปาร์กเกอร์กล่าวว่าหุ่นยนต์ที่ซับซ้อนมากขึ้นที่ทำจากเนื้อเยื่อที่มีชีวิตยังคงเป็นหนทางที่ยาวไกล เราเพียงเพิ่งจะเริ่มต้นเรียนรู้วิธีการใช้เซลล์ที่มีชีวิตเป็นวัสดุในการทำหุ่นยนต์ ซึ่งเป็นความท้าทายเพราะพวกมันมีเงื่อนไขเฉพาะที่จะต้องมีชีวิตอยู่

ก่อนหน้านี้ปาร์กเกอร์เป็นส่วนหนึ่งของทีมงานที่ทำหุ่นยนต์แมงกะพรุนซึ่งมีการใช้เนื้อเยื่อหัวใจด้วยเช่นกัน แต่การออกแบบและระบบการควบคุมมีความซับซ้อนน้อยกว่าปลากระเบน

ปาร์กเกอร์ได้แรงบันดาลใจในการสร้างหุ่นยนต์ปลากระเบนจากการที่ได้พาลูกสาวไปเที่ยวพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำ ขณะที่ลูกสาวของเขาจับลูกปลากระเบนมันได้สะบัดตัวและเปลี่ยนทิศทางหนีไป ทำให้เขาเกิดไอเดียเกี่ยวกับการเคลื่อนที่และการเปลี่ยนทิศทางของปลากระเบน ประกอบกับตอนที่ลูกสาวหัดเดินเขาได้ฉายแสงเลเซอร์ช่วยบอกตำแหน่งการก้าวเดิน จึงนำมาสู่การใช้แสงในการควบคุมการเคลื่อนที่ของเจ้าหุ่นยนต์ตัวนี้

ชมการว่ายน้ำของปลากระเบนเทียมตัวจิ๋วได้ในวิดีโอด้านล่าง

 

ข้อมูลและภาพจาก newscientist, sciencemag


Leave a Reply

Your email address will not be published.