ระวังไมโคร 10 อันดับแรกเหล่านี้

การปฏิวัติหุ่นยนต์กำลังดำเนินอยู่! ไมโครหุ่นยนต์ซึ่งเป็นสาขาการวิจัยที่เกิดขึ้นใหม่ซึ่งการผสมข้ามเทคโนโลยีไมโครและหุ่นยนต์เกิดขึ้นเป็นการปูทางไปสู่การพัฒนาหุ่นยนต์ที่มีขนาดเล็กกว่าเส้นผมของมนุษย์อย่างรวดเร็ว ใช่คุณอ่านถูกต้อง จากไมโครบอทที่สามารถเดินบินว่ายน้ำปีนคลานและทำงานต่างๆเช่นส่งยาในร่างกายของเราระบุมะเร็งทำลายเนื้องอก มีการสร้างนวัตกรรมมากมายขึ้นทั่วโลก

เพื่อเพิ่มการเดินขบวนของสิ่งประดิษฐ์ขั้นสูงเหล่านี้นักวิทยาศาสตร์ได้นอกจากนี้ยังมาพร้อมกับไมโครหุ่นยนต์ขนาดเล็กเป็นน้อยกว่า 1 มิลลิเมตรวิศวกรและโปรแกรมเมอร์ทั่วโลกกำลังทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างความก้าวหน้าในด้านนี้และพัฒนาหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณความก้าวหน้าล่าสุดในด้านอิเล็กทรอนิกส์กลศาสตร์นาโนเทคโนโลยีและคอมพิวเตอร์

จากการพัฒนาหุ่นยนต์ขนาดเล็กบางตัวกลายเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์อย่างไม่น่าเชื่อในขณะที่บางตัวได้รับการออกแบบและพัฒนาเป็นความคิดสร้างสรรค์สำหรับนวัตกรรมต่อไปในสาขาไมโครหุ่นยนต์ นี่คือ10 อันดับแรกอย่างไม่น่าเชื่อความคิดสร้างสรรค์และความก้าวหน้าไมโครหุ่นยนต์ที่พัฒนาขึ้นในปี 2020 ไมโครบอทเหล่านี้เป็นผลลัพธ์ของวิศวกรรมที่ยอดเยี่ยมและได้รับการพัฒนาเพื่อแก้ปัญหาหลายวัตถุประสงค์ ไม่ว่าจะเป็นในด้านการทหารการดูแลสุขภาพหรือวิศวกรรม ลองมาดูกันดีกว่า

1. หุ่นยนต์กล้องจุลทรรศน์ที่เปิดใช้งานด้วยเลเซอร์

นักวิจัยจาก Cornell และมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียได้สร้างหุ่นยนต์กล้องจุลทรรศน์ซึ่งประกอบด้วยวงจรง่ายๆที่ทำจากเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิกอนโดยเฉพาะส่วนของลำตัวและสมองและตัวกระตุ้นไฟฟ้าเคมีสี่ตัวที่ทำงานเป็นขา ไมโครโรบ็อตที่เปิดใช้งานเลเซอร์เหล่านี้มีความหนาประมาณ 5 ไมครอนกว้าง 40 ไมครอนและมีความยาว 40 ถึง 70 ไมครอน หุ่นยนต์ขนาดเล็กเหล่านี้ถูกควบคุมโดยการกะพริบเลเซอร์ที่เซลล์แสงอาทิตย์แบบต่างๆซึ่งจะช่วยชาร์จขาแยกออกจากกัน เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถเดินได้เลเซอร์จะถูกสลับไปมาระหว่างเซลล์แสงอาทิตย์ด้านหน้าและด้านหลัง

2. หุ่นยนต์ Aqua แรงบันดาลใจจากสัตว์ทะเล

เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยของมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นได้พัฒนาหุ่นยนต์ที่อ่อนนุ่มเหมือนมีชีวิตที่สามารถเดินด้วยความเร็วของมนุษย์รับสินค้าขนส่งไปยังสถานที่ต่าง ๆ ปีนขึ้นเนินเขาเต้นรำ ฯลฯ ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับปลาหมึกสี่ขาหุ่นยนต์ขนาดเล็ก ภายในถังบรรจุน้ำและเหมาะสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมทางน้ำ หุ่นยนต์น้ำขนาดเล็กจิ๋วที่เลียนแบบพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตในทะเลและเคลื่อนไหวด้วยความเร็วหนึ่งก้าวต่อวินาที เป็นน้ำเกือบ 90% โดยน้ำหนักไม่ต้องใช้ฮาร์ดแวร์ที่ซับซ้อนระบบไฮดรอลิกส์หรือไฟฟ้าในการเคลื่อนที่ แต่จะเปิดใช้งานด้วยแสงและเดินไปตามทิศทางของสนามแม่เหล็กหมุนภายนอก โครงสร้างที่เติมน้ำของหุ่นยนต์ขนาดเล็กนี้และโครงกระดูกฝังตัวของเส้นใยนิกเกิลที่เรียงตัวกันเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงทำให้เคลื่อนไหวได้แม่นยำและคล่องตัว

3. Micro-Robot Bioinspired

ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) ในเมืองสตุ๊ตการ์ทได้รับแรงบันดาลใจจากเซลล์เม็ดเลือดขาวโดยได้รับแรงบันดาลใจจากเซลล์เม็ดเลือดขาวที่เดินทางผ่านระบบไหลเวียนโลหิต หุ่นยนต์ขนาดเล็กนี้มีลักษณะคล้ายกับเม็ดเลือดขาวที่มีรูปร่างขนาดและความสามารถในการเคลื่อนไหว หุ่นยนต์ส่งยารูปลูกบอลสามารถทนต่อการไหลเวียนของเลือดจำลองได้ มันครอบคลุมทุกเซลล์นำเสนอเส้นทางที่เหมาะสำหรับการนำทาง เส้นผ่านศูนย์กลางของไมโครคอนโทรลเลอร์นี้ต่ำกว่า 8 ไมโครเมตรและทำจากอนุภาคขนาดเล็กแก้ว ด้านหนึ่งหุ้มด้วยฟิล์มนิกเกิลและทองคำบาง ๆ อีกด้านมีโมเลกุลของยาต้านมะเร็งและสารชีวโมเลกุลเฉพาะที่สามารถจดจำเซลล์มะเร็งได้ มีการเคลือบแอนติบอดีจำเพาะของเซลล์บนพื้นผิวและสามารถปลดปล่อยโมเลกุลของยาได้ ในห้องปฏิบัติการไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถทำความเร็วได้สูงถึง 600 ไมโครเมตรต่อวินาทีซึ่งมีความยาวประมาณ 76 ตัวต่อวินาที

4. ไมโครบอทแม่เหล็กเหมือนเลโก้

Eunhee Kim และ Hongsoo Choi วิศวกรสองคนจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี Daegu Gyeongbuk ในเกาหลีใต้และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาได้สร้างหุ่นยนต์ทรงสี่เหลี่ยมที่สามารถทำงานเป็นตัวเชื่อมต่อเซลล์ประสาทโดยเชื่อมช่องว่างระหว่างเซลล์สองกลุ่มที่แตกต่างกัน ด้วยการวัดความยาว 300 ไมโครเมตรและกว้าง 95 ไมโครเมตรไมโครบอตแม่เหล็กขนาดเล็กที่มีลักษณะคล้ายเลโก้สามารถเชื่อมต่อเซลล์สมอง (เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์) เข้าด้วยกันเพื่อสร้างเครือข่ายประสาท

5. Miniscule Robots

นักวิจัยจาก ETH Zurich ได้พัฒนาหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่พิมพ์ 3 มิติซึ่งสามารถส่งยาผ่านทางหลอดเลือดในร่างกายมนุษย์ หุ่นยนต์ขนาดเล็กเหล่านี้มีขนาดเล็กมากจนสามารถเคลื่อนผ่านเส้นเลือดของเราและส่งยาไปยังจุดต่างๆในร่างกายได้ หุ่นยนต์ขนาดเล็กสร้างขึ้นด้วยเทคนิคการพิมพ์ 3 มิติที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อวัสดุหลายชนิดในลักษณะที่ซับซ้อน โลหะและพอลิเมอร์มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันและวัสดุทั้งสองมีข้อดีบางประการในการสร้างเครื่องจักรขนาดเล็ก วัสดุสองชนิดคือโลหะและพลาสติกเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดเหมือนกับการเชื่อมโยงในโซ่

6. Harvard Ambulatory Microbot หรือ HAMR-JR

นักวิจัยจาก Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) และ Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ได้ออกแบบและตั้งโปรแกรมหุ่นยนต์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากแมลงสาบ HAMR - JR หุ่นยนต์ขนาดเพนนีนี้มีความยาวลำตัว 2.25 เซนติเมตรน้ำหนักประมาณ 0.3 กรัมและสามารถวิ่งได้ประมาณ 14 ความยาวลำตัวต่อวินาที

7. RoBeetle

RoBeetle เป็นหุ่นยนต์คลานอัตโนมัติขนาดเล็ก 88 มิลลิกรัมที่ขับเคลื่อนด้วยการเผาไหม้ของเมทานอล พัฒนาโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียหุ่นยนต์ขนาดเล็กตัวนี้ทำงานบนเมทานอลและใช้ระบบกล้ามเนื้อเทียมในการคลานปีนและบรรทุกของที่หลังได้นานถึงสองชั่วโมง RoBeetle ที่มีความยาว 15 มิลลิเมตร (.6 นิ้ว) ใช้ระบบกล้ามเนื้อเทียมที่ใช้เชื้อเพลิงเหลว (เมทานอล) ซึ่งเก็บพลังงานได้มากกว่าแบตเตอรี่ที่มีมวลเท่ากันประมาณ 10 เท่า

หุ่นยนต์ขนาดเล็กนี้มีสี่ขา ขาหลังได้รับการแก้ไขและขาหน้าติดอยู่กับชุดเกียร์ซึ่งเชื่อมต่อกับแหนบที่ตึงในลักษณะที่ดึงขาไปข้างหลัง ร่างกายของหุ่นยนต์ทำงานเป็นถังเชื้อเพลิงที่เต็มไปด้วยเมทานอลและการออกแบบเพื่อให้หุ่นยนต์สามารถยืนตรงได้เมื่ออยู่นิ่ง การออกแบบเชิงกลของระบบสามารถปรับการไหลของเชื้อเพลิงโดยใช้ระบบเชิงกลล้วนๆ

8. แม่เหล็ก T-Budbots

นักวิจัยจาก ACS Applied Materials & Interfaces ได้ออกแบบ T-Budbots ซึ่งเป็นไมโครมอเตอร์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพจากตาชาเพื่อขับฟิล์มชีวภาพออกมาปล่อยยาปฏิชีวนะเพื่อฆ่าแบคทีเรียและทำความสะอาดเศษซาก บอทขนาดเล็กสามารถรวมยาปฏิชีวนะ ciprofloxacin ได้เนื่องจากปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตบนพื้นผิวของพวกมันจึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการต้านเชื้อแบคทีเรียต่อชุมชนแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรคที่น่ากลัวของ Pseudomonas aeruginosa และ Staphylococcus aureus ดอกตูมของ Camellia sinensis มีรูพรุนปลอดสารพิษราคาไม่แพงและย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ยิ่งไปกว่านั้นตาชายังมีสารโพลีฟีนอลซึ่งมีคุณสมบัติในการต้านจุลชีพ

9. All-Terrain Microrobot

วิศวกรจากมหาวิทยาลัย Purdue ได้พัฒนา microrobot ในทุกพื้นที่ให้มีขนาดเล็กเท่าเส้นผมมนุษย์เพียงไม่กี่เส้น ไมโครบอทนี้สามารถเดินทางไปทั่วลำไส้ใหญ่โดยการทำแบ็คลิปและขนส่งยาในมนุษย์ที่มีโคลอนและอวัยวะอื่น ๆ ที่มีภูมิประเทศขรุขระ หุ่นยนต์ทุกพื้นที่มีขนาดเล็กเกินไปที่จะพกพาแบตเตอรี่ ดังนั้นจึงใช้พลังงานและควบคุมแบบไร้สายจากภายนอกด้วยสนามแม่เหล็ก

10. RoboFly

สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดนี่คือ RoboFly นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันได้สร้างไมโครโรบ็อตปีกกระพือปีกขนาด 74 มก. ที่สามารถเคลื่อนที่ได้ในอากาศบนพื้นดินและบนผิวน้ำ หุ่นยนต์รุ่นใหม่นี้สร้างขึ้นโดยใช้ส่วนประกอบที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับหุ่นยนต์ขนาดแมลงอื่น ๆ ที่พัฒนาขึ้น สิ่งนี้ช่วยในการลดความซับซ้อนของกระบวนการประดิษฐ์ การออกแบบหุ่นยนต์ตัวนี้ให้ตัวถังมีเพียงแผ่นลามิเนตแบบพับเดียว

RoboFly ใช้ปีกกระพือปีกสองตัวที่ขับเคลื่อนด้วยตัวกระตุ้นแบบเพียโซอิเล็กทริกเพื่อบินและบินโฉบเหมือนแมลงบางชนิด มันสามารถเคลื่อนที่และเหยียบลงบนพื้นได้โดยใช้ปีกที่กระพือปีก เนื่องจากหุ่นยนต์มีน้ำหนักเบาหากมีการดัดแปลงชุดของชิ้นส่วนที่มีลักษณะคล้ายเท้าสามชิ้นจึงสามารถลงจอดบนผิวน้ำได้ เมื่อลงจอดหุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่และเหยียบน้ำได้โดยใช้หลักการเดียวกับที่ใช้ในการเคลื่อนที่บนพื้นดิน

หุ่นยนต์ตัวเล็ก ๆ เหล่านี้ไม่ทำให้คุณประหลาดใจหรือ? รายชื่อหุ่นยนต์ขนาดเล็กของเราอาจไม่สมบูรณ์เนื่องจากมีนวัตกรรมอื่น ๆ เกิดขึ้นในขณะที่เราจดไมโครโรบ็อตเหล่านี้หรือเราอาจพลาดบางส่วนไป แต่รายการจะให้ความคิดที่ดีว่านวัตกรรมเหล่านี้อยู่ที่ไหน ในวงการไมโครหุ่นยนต์มีอยู่ในปัจจุบันและจะเป็นไปในทิศทางใด