ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

ชุดดำน้ำพิมพ์ 3 มิติ เปลี่ยน "แมลงสาบไซบอร์ก" เป็นหน่วยกู้ภัยค้นหาผู้รอดชีวิต

07 ก.ค. 694 นาที07 ก.ค. 69

“ชุดดำน้ำอัจฉริยะ” ผลิตจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ พร้อมระบบผลิตออกซิเจนในตัว ช่วยเปลี่ยนแมลงสาบไซบอร์กให้กลายเป็นหุ่นยนต์กู้ภัยค้นหาผู้รอดชีวิต สามารถมุดลุยซากปรักหักพังที่น้ำท่วมขังและพื้นที่ไร้อากาศได้นานถึง 3 ชั่วโมง

ขนาดตัวอักษร

“ชุดดำน้ำอัจฉริยะ” ผลิตจากเครื่องพิมพ์ 3 มิติ พร้อมระบบผลิตออกซิเจนในตัว ช่วยเปลี่ยนแมลงสาบไซบอร์กให้กลายเป็นหุ่นยนต์กู้ภัยค้นหาผู้รอดชีวิต สามารถมุดลุยซากปรักหักพังที่น้ำท่วมขังและพื้นที่ไร้อากาศได้นานถึง 3 ชั่วโมง

เมื่อเกิดภัยพิบัติร้ายแรง เช่น แผ่นดินไหวหรือดินถล่ม อุปสรรคสำคัญของทีมกู้ภัยคือการเข้าถึงผู้รอดชีวิตที่ติดอยู่ใต้ซากอาคารหักพัง ยิ่งถ้ามีฝนตกหนักจนน้ำท่วมขัง ช่องแคบ ๆ เหล่านั้นก็ยิ่งกลายเป็นเขตอันตรายที่หุ่นยนต์ทั่วไปสำรวจไม่ได้ เทคโนโลยีหุ่นยนต์ชีวภาพ (Biohybrid Robotics) ที่มาพร้อมกับแมลงที่หลายคนหวาดกลัวให้กลายเป็นฮีโร่กู้ภัย ด้วยนวัตกรรมชุดดำน้ำขนาดจิ๋วที่ช่วยให้กองทัพแมลงไซบอร์กสามารถดำน้ำและปฏิบัติภารกิจในพื้นที่เสี่ยงภัยได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อแมลงสาบกลายเป็น “นักประดาน้ำไซบอร์ก”

เดิมที นักวิจัยได้พัฒนา “แมลงสาบไซบอร์ก” โดยการติดตั้งแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กไว้บนหลังของแมลงสาบมาดากัสการ์ ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่ตัวใหญ่ แข็งแรง และไม่มีปีก เพื่อควบคุมทิศทางการเดินของมันจากระยะไกลสำหรับใช้ในภารกิจค้นหาผู้รอดชีวิต ทว่าข้อจำกัดสำคัญคือ พวกมันเป็นแมลงบก ไม่สามารถทนต่อสภาพน้ำท่วมขังหรือท่อระบายน้ำที่มีก๊าซพิษและขาดออกซิเจนได้

ชุดดำน้ำของแมลงสาบไซบอร์ก พิมพ์แบบ 3 มิติ

เพื่อทลายขีดจำกัดนี้ ทีมวิจัยจึงได้ออกแบบและสร้างชุดดำน้ำน้ำหนักเบาที่มีความยืดหยุ่นสูงด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ตัวชุดประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก ได้แก่ ถังผลิตออกซิเจนเคมีขนาดจิ๋ว เปลือกนอกกันน้ำที่ยืดหยุ่นได้ และท่อส่งออกซิเจนซิลิโคนจำนวน 4 เส้น ระบบทั้งหมดนี้จะทำหน้าที่ปกป้องตัวแมลงจากน้ำ และส่งอากาศเข้าสู่ร่างกายของมันโดยตรง ทำให้มันเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระทั้งบนบกและในน้ำ

ถังออกซิเจนเคมี ที่ไม่ต้องง้อถังอัดอากาศ

งานวิจัยชิ้นสำคัญนี้เป็นผลงานของทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยาง ประเทศสิงคโปร์ (Nanyang Technological University: NTU) ร่วมกับมหาวิทยาลัยวาเซดะ ประเทศญี่ปุ่น (Waseda University) โดยได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Nature Communications

ทีมพัฒนาชุดดำน้ำแมลงสาบไซบอร์กจาก 2 มหาวิทยาลัย

หัวใจหลักของความสำเร็จในงานวิจัยนี้คือ วิธีการแก้ปัญหาเรื่องน้ำหนักและพื้นที่ ทีมวิศวกรระบุว่าการจะให้แมลงแบกถังอัดอากาศเหมือนนักประดาน้ำมนุษย์นั้นเป็นไปไม่ได้เพราะหนักเกินไป พวกเขาจึงหันมาใช้ระบบปฏิกรณ์เคมีบำบัด โดยภายในถังสารเคมีจิ๋วจะบรรจุฟองน้ำที่เคลือบด้วยสารแมงกานีสไดออกไซด์ เมื่อหยดสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่เจือจางลงไป จะเกิดปฏิกิริยาเคมีที่ค่อย ๆ ปล่อยก๊าซออกซิเจนออกมาอย่างช้า ๆ และสม่ำเสมอ ส่งผ่านท่อซิลิโคนตรงเข้าสู่ช่องหายใจข้างลำตัวของแมลงสาบโดยตรง

จากการทดสอบในท่อจำลองสถานการณ์ภัยพิบัติที่มีทั้งน้ำท่วมและเต็มไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ พบว่าแมลงสาบไซบอร์กที่สวมชุดนี้สามารถเคลื่อนไหว ดำน้ำ และรอดชีวิตอยู่ได้นานถึง 3 ชั่วโมงเต็ม โดยมีความเร็วในการเดินลุยน้ำใกล้เคียงกับการเดินบนบก

ประสิทธิภาพที่หุ่นยนต์ยังเทียบไม่ติด

เทคโนโลยีแมลงไซบอร์กสะเทินน้ำสะเทินบกนี้ มีข้อดีที่เหนือกว่าโดรนหรือหุ่นยนต์สี่ขาขนาดเล็กทั่วไป ในแง่ของ “พลังงานและความคล่องตัว” เนื่องจากระบบขับเคลื่อนหลักยังคงใช้กล้ามเนื้อและพลังงานธรรมชาติจากตัวแมลงเอง แบตเตอรี่บนหลังจึงใช้เพียงแค่การส่งสัญญาณควบคุมทิศทางและการสื่อสารเท่านั้น ทำให้ทำงานได้ยาวนานกว่า

การดำน้ำของแมลงสาบไซบอร์ก เมื่อใส่ชุดดำน้ำ

นอกจากนี้ โครงสร้างร่างกายตามธรรมชาติของแมลงสาบมีความยืดหยุ่นสูง สามารถเบียดตัวผ่านซากตึก บิดตัวในช่องแคบ หรือเดินบนพื้นผิวที่ขรุขระได้อย่างยอดเยี่ยม ซึ่งเป็นสิ่งที่หุ่นยนต์กลไกทั่วไปยังทำได้ยาก ยิ่งเมื่อเพิ่มความสามารถในการลุยน้ำ ดำน้ำข้ามสิ่งกีดขวาง หรือมุดผ่านท่อระบายน้ำที่ถูกน้ำท่วม ระบบนี้จึงกลายเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังในการค้นหาสัญญาณชีพของผู้ประสบภัยที่ติดอยู่ภายในช่องว่างใต้ซากอาคารหลังจากเกิดเหตุภัยพิบัติ เช่น แผ่นดินไหวได้อย่างแม่นยำและรวดเร็วขึ้น

การเปลี่ยนแมลงสาบให้กลายเป็นนักกู้ภัยสะเทินน้ำสะเทินบก สะท้อนให้เห็นถึงแนวคิดการผสานธรรมชาติเข้ากับวิศวกรรมสมัยใหม่ได้อย่างลงตัว ในอนาคต ทีมผู้พัฒนาตั้งเป้าที่จะติดตั้งเซนเซอร์ตรวจจับความร้อน กล้องถ่ายภาพขนาดจิ๋ว หรือเครื่องตรวจจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มเติม เพื่อให้กองทัพไซบอร์กจิ๋วเหล่านี้สามารถระบุตำแหน่งของผู้รอดชีวิตได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ยกระดับการช่วยเหลือเพื่อนมนุษย์ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: ntu, techxplore, eurekalert, newscientist
ที่มาภาพ: ntu

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

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

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

องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) กล่าวในรายงานสภาพอากาศรายเดือนว่า ปรากฏการณ์เอลนีโญในปีนี้จะทวีความรุนแรงขึ้นก่อนจะถึงจุดสูงสุดในเดือนธันวาคม และมีความแน่นอนเกือบ 100% ว่าจะอยู่จนถึงเดือนกุมภาพันธ์ปีหน้า

12 ต.ค. 69|2 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

ในยุคสมัยปัจจุบันการแพทย์แบบเฉพาะจุด (Precision Medicine) กำลังจะทำให้เรื่องที่ดูไกลตัวอย่างหุ่นยนต์ซ่อมแซมร่างกายที่เราเคยเห็นในภาพยนตร์กลายเป็นความจริงขึ้นมา

12 ต.ค. 69|6 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!วิทยาศาสตร์

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2!

เปิด “วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจ : ศาสตร์นอกห้องเรียน” ครั้งที่ 2 “โฟกัส” อยู่ที่วิทยาศาสตร์แห่งอำนาจทางสังคมอีก 2 เรื่อง 2 คน คือ “โสกราตีส” (Socrates) และ “เปาบุ้นจิ้น”

11 ต.ค. 69|1 วันที่แล้ว
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

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

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 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 →
ไทเทเนียมลอยน้ำได้! โครงสร้างตาข่ายพิมพ์ 3 มิติ ต่อยอดทุ่น-เซนเซอร์สำหรับงานกลางทะเลเทคโนโลยี

ไทเทเนียมลอยน้ำได้! โครงสร้างตาข่ายพิมพ์ 3 มิติ ต่อยอดทุ่น-เซนเซอร์สำหรับงานกลางทะเล

10 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ผลตรวจสุขภาพโลกล่าสุด! เราข้ามขีดจำกัดของโลก ไปแล้ว 7 ใน 9 ข้อสิ่งแวดล้อม

ผลตรวจสุขภาพโลกล่าสุด! เราข้ามขีดจำกัดของโลก ไปแล้ว 7 ใน 9 ข้อ

09 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วันอวกาศ

ลูกเรือ Crew-12 กลับถึงโลกปลอดภัย! ปิดฉากภารกิจในอวกาศ 237 วัน

09 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพวิทยาศาสตร์

Francis Halzen คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ 2026 จากการบุกเบิกการตรวจจับนิวทริโนพลังงานสูงจากเอกภพ

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →