ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

หุ่นยนต์ช้างพิมพ์ 3 มิติ โครงสร้างตาข่ายวัสดุเดียว ปรับยืดหยุ่นเลียนแบบชีวภาพ

01 ก.ย. 682 นาที01 ก.ย. 68

หุ่นยนต์ช้างพิมพ์ 3 มิติ ใช้วัสดุโฟมเดียว แต่สามารถเลียนแบบโครงสร้างเนื้อเยื่อได้หลากหลาย โดยปรับความยืดหยุ่นแบบอ่อนนุ่มไปจนถึงความแข็งแรงเหมือนกระดูกได้

ขนาดตัวอักษร

หุ่นยนต์ช้างพิมพ์ 3 มิติ ใช้วัสดุโฟมเดียว แต่สามารถเลียนแบบโครงสร้างเนื้อเยื่อได้หลากหลาย โดยปรับความยืดหยุ่นแบบอ่อนนุ่มไปจนถึงความแข็งแรงเหมือนกระดูกได้

ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิส โลซาน (EPFL) พัฒนาหุ่นยนต์ช้างเลียนแบบชีวภาพด้วยการใช้เทคโนโลยี 3D Printing โดยใช้วัสดุโฟมเดียว แต่ควบคุมโครงสร้างภายในให้มีทั้งความแข็งและความนุ่มได้จากภายใน ทำให้ใช้วัสดุแบบเดียวก็สามารถใช้งานที่ตอบโจทย์ได้หลายฟังก์ชัน

2252x3000.jpg
ภาพ 1 - หุ่นยนต์ช้าง ใช้ง่วงที่เป็นเนื้อเยื่อพิเศษบิดจับดอกไม้

งานวิจัยจาก ห้องทดลองออกแบบและสร้างหุ่นยนต์ (Computational Robot Design and Fabrication Lab – CREATE) ของสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิส โลซาน (Federal Institute of Technology Lausanne – EPFL) ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร Science Advances เกี่ยวกับระบบ lattice programmable หรือโครงสร้างตาข่ายที่พิมพ์จากวัสดุโฟมเดียว แต่สามารถเลียนแบบคุณสมบัติเนื้อเยื่อชีวภาพได้ตั้งแต่กล้ามเนื้อที่อ่อนนุ่มจนถึงกระดูกที่แข็งแรง

ทีมวิจัยได้ออกแบบโครงสร้างตาข่าย (lattice) จากหน่วยเล็ก ๆ หรือ "cells" ที่ประกอบด้วยรูปทรงสองแบบหลักคือ BCC (body-centered cubic) และ X-cube ทำให้เซลล์สามารถออกแบบได้กว่า 4 ล้านแบบ และหากเพิ่มเป็น 5 เซลล์ ตัวเลือกจะขยายเป็น 75 ล้านแบบ ช่วยให้สามารถออกแบบหุ่นยนต์ที่ตอบสนองความต้องการเฉพาะทางได้อย่างมีประสิทธิภาพ

68e77be9.jpg
ภาพ 2 - การทำงานของโครงสร้างตาข่ายที่ทำงานได้หลายฟังก์ขัน

หุ่นยนต์ช้างที่สร้างขึ้นสามารถแสดงพฤติกรรมต่าง ๆ ได้หลากหลาย เช่น งอ บิด หมุนงวงเพื่อหยิบดอกไม้ หรือแม้แต่การเตะลูกโบว์ลิงล้มหมุดได้ 7 หมุด ความโดดเด่นของเทคโนโลยีนี้คือโครงสร้างตาข่ายที่เหมือนรังผึ้ง (honeycomb) ช่วยให้มีน้ำหนักเบาแต่คงความแข็งแรงสูง หุ่นยนต์จึงเคลื่อนที่ได้ดีในสภาพแวดล้อมต่าง ๆ รวมถึงสามารถนำโครงสร้างนี้ใส่เซนเซอร์หรือระบบอิเล็กทรอนิกส์ภายในได้ง่าย

กล่าวโดยสรุป เทคโนโลยีหุ่นยนต์ช้างพิมพ์ 3 มิติของ EPFL นี้ ผสานนวัตกรรมทางชีวกลศาสตร์กับเทคนิคการพิมพ์สามมิติได้อย่างมีประสิทธิภาพ ระบบ lattice programmable ไม่เพียงแต่จำลองการทำงานของเนื้อเยื่อจริงได้อย่างแม่นยำ แต่ยังตอบโจทย์ด้านน้ำหนักเบา ความยืดหยุ่น และความแข็งแรง เหมาะสำหรับการนำไปใช้ใน soft robotics, อุปกรณ์ wearable หรือเครื่องมือแพทย์ที่ต้องการสมดุลระหว่างความยืดหยุ่นและความทนทาน

เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร

ที่มาข้อมูล: epfl, bbc, swissinfo, 3dnatives
ที่มาภาพ: epfl, ภาพ 1, ภาพ 2
“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|1 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

ในยุคสมัยปัจจุบันการแพทย์แบบเฉพาะจุด (Precision Medicine) กำลังจะทำให้เรื่องที่ดูไกลตัวอย่างหุ่นยนต์ซ่อมแซมร่างกายที่เราเคยเห็นในภาพยนตร์กลายเป็นความจริงขึ้นมา

12 ต.ค. 69|5 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 →
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 →
รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026อวกาศ

รู้จัก 2 ภาพจาก Google Doodle ต้อนรับสัปดาห์อวกาศโลก 2026

08 ต.ค. 69
อ่านต่อ →