นักวิจัยสร้างปลาไหลหุ่นยนต์ใช้สำหรับตรวจหามลพิษในน้ำ

นักวิจัยที่สถาบันเทคโนโลยีโลซาน (EPFL) ประเทศสวิตเซอร์แลนด์ได้สร้างหุ่นยนต์เลียนแบบสัตว์มาแล้วหลายชนิดในช่วงหลายปีที่ผ่านมาได้แก่ หุ่นยนต์เต่า หุ่นยนต์ตั๊กแตน และหุ่นยนต์จระเข้ มาคราวนี้พวกเขาได้พัฒนาปลาไหลหุ่นยนต์ที่สามารถว่ายในน้ำที่ปนเปื้อนเพื่อตรวจหาแหล่งมลพิษ

หุ่นยนต์ตัวนี้เรียกว่า Envirobot ตัวยาวเกือบ 1.5 เมตร ประกอบด้วยหลายท่อนต่อกัน แต่ละท่อนมีมอเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้ในการขยับตัวโค้งไปมาทำให้มันสามารถว่ายน้ำได้เหมือนปลาไหล โดยไม่ทำให้โคลนฟุ้งขึ้นมาและไม่ไปรบกวนสัตว์ที่อาศัยอยู่ในน้ำ สามารถควบคุมการเคลื่อนที่ได้จากระยะไกลหรือเคลื่อนที่เป็นอิสระได้ด้วยตัวเอง

robotic-eel-pollution-2

ขณะที่ว่ายน้ำไปเซ็นเซอร์ที่ติดตั้งไว้ที่ตัวมันในแต่ละท่อนซึ่งมีทั้งด้านเคมี ฟิสิกส์ และชีววิทยาจะวัดค่าจากหลายตำแหน่งในน้ำและส่งข้อมูลไปที่เครื่องคอมพิวเตอร์แบบเรียลไทม์ บางเซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้าหรืออุณหภูมิ บางตัวออกแบบเป็นห้องที่ใส่แบคทีเรียหรือสัตว์จำพวกกุ้งปูและปลา ซึ่งจะทำงานเป็นตัวเซ็นเซอร์ด้านชีววิทยา

ด้วยการเฝ้าสังเกตการตอบสนองของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ต่อน้ำที่เข้ามาในห้อง ผู้ควบคุมจะทราบได้ว่ามีมลพิษชนิดไหนอยู่ในน้ำและสภาพความเป็นพิษของมัน ตอนนี้ทีมงานได้ทำการทดสอบเฉพาะในห้องแล็บซึ่งมันได้แสดงประสิทธิภาพที่สูงมาก

“ยกตัวอย่างเช่นเราได้พัฒนาแบคทีเรียที่ผลิตแสงเมื่อมันเจอกับความเข้มข้นของสารปรอทเพียงบางเบา” Jan Roelof van der Meer หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “เราสามารถตรวจพบการเปลี่ยนแปลงนั้นโดยการใช้เครื่องวัดปริมาณแสง (Luminometer) และแปลงข้อมูลให้อยู่ในรูปของสัญญาณไฟฟ้า”

หรืออีกตัวอย่างหนึ่งของเซ็นเซอร์ด้านชีววิทยาเป็นการใช้ไรแดง (Daphnia) ที่มีขนาดเล็กกว่า 5 มม. ซึ่งมีการเคลื่อนไหวตามผลกระทบของสภาพความเป็นพิษในน้ำ โดยการติดตามการเคลื่อนไหวของไรแดงที่อยู่ในน้ำสะอาดเทียบกับไรแดงที่อยู่ในน้ำที่เข้ามาในห้องขณะที่มันว่ายไปรอบๆ ทีมงานก็จะสามารถระบุความเป็นพิษของน้ำได้

Envirobot ถูกนำไปทดลองในทะเลสาบเจนีวาเพื่อทดสอบความสามารถในการตรวจหาการเปลี่ยนแปลงค่าการนำไฟฟ้าในน้ำ ทีมงานใส่เกลือลงในบริเวณหนึ่งใกล้ฝั่งและให้เจ้าปลาไหลหุ่นยนต์ตรวจสอบโดยอิสระ ผลปรากฏว่า Envirobot ประสบความสำเร็จในการทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงค่าการนำไฟฟ้าที่เป็นผลจากเกลือและยังสร้างแผนที่อุณหภูมิของบริเวณนั้นได้ด้วย

robotic-eel-pollution-3

สำหรับตอนนี้ทีมงานทำการทดสอบในสนามได้เฉพาะเซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้าและอุณหภูมิ ส่วนการทดสอบเซ็นเซอร์ด้านชีววิทยาและการวัดค่าการปนเปื้อนในสถานที่จริงยังเป็นเรื่องยากในการจัดการ

“เราไม่สามารถทำให้น้ำในทะเลสาบเกิดการปนเปื้อนได้เหมือนกับที่เราทำในห้องแล็บ” van der Meer กล่าว “สำหรับตอนนี้เรายังใช้เกลือเป็นสารปนเปื้อนไปก่อนจนกว่าหุ่นยนต์จะสามารถหาแหล่งของการปนเปื้อนได้อย่างง่ายดาย จากนั้นเราจึงจะเพิ่มเซ็นเซอร์ด้านชีววิทยาเข้าไปที่หุ่นยนต์และทำการทดสอบกับสารพิษ”

ชมการทดสอบ Envirobot ได้ในวิดีโอด้านล่าง

 

ข้อมูลและภาพจาก  epfl.ch, newatlas


Leave a Reply

Your email address will not be published.