นักวิจัยประดิษฐ์หุ่นยนต์บินขนาดเท่าแมลงโดยใช้พลังงานแบบไร้สายได้สำเร็จครั้งแรก

วิศวกรจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันได้ประดิษฐ์หุ่นยนต์บินขนาดเท่าแมลงและอาศัยพลังงานแบบไร้สายจากลำแสงเลเซอร์ ได้สำเร็จเป็นครั้งแรก โดยหวังว่าจะสามารถต่อยอดการพัฒนาให้สมบูรณ์ใช้จริงได้ในเร็ววันเพื่อไปใช้ประโยชน์หลายๆ ด้าน เช่น การตรวจสอบแก๊สรั่วไหล หรือ สำรวจการเจริญเติบโตของฟาร์มใหญ่ๆ

โดยหุ่นยนต์ที่สร้างขึ้นนี้หนักกว่าฟันซี่นึงของเรานิดเดียวเท่านั้นและเคลื่อนที่ด้วยการกระพือปีกเหมือนแมลงซึ่งแตกต่างจากหุ่นยนต์บินอย่างโดรนเพราะว่ามันมีขนาดเล็กมาก อย่างไรก็ตามข้อดีคือความเล็กทำให้มีราคาถูกลงและยังเข้าในที่เป็นพื้นที่จำกัดได้ด้วย ซึ่งปัญหาก่อนหน้าในการพัฒนาหุ่นยนต์ลักษณะนี้คือเรื่องของน้ำหนักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในการจ่ายไฟและควบคุมการทำงานของปีกซึ่งหนักเกินไป ดังนั้นนักวิจัยได้แก้ปัญหาหลักๆ 2 เรื่องคือ

• ใช้พลังงานระยะไกลจากลำแสงเลเซอร์ยิงขึ้นไปซึ่งมีวงจรรับและแปลงพลังงานที่หุ่นยนต์ (photovoltaic cell) ให้เพียงพอกับความต้องการ แม้ว่าพลังงานที่รับจะยังไม่เพียงพอเท่าไหร่เพราะกลไกส่วนปีกนั้นกินพลังงานสูงนักวิจัยจึงมีชุดวงจรที่บูตพลังงานจาก 7 ไวลต์ที่ได้รับเป็น 240 โวลต์หลังจากออกมาจากแผงรับพลังงานเพื่อให้พอกับการบินของหุ่นยนต์
• ควบคุมด้วย Microcontroller ที่บอกส่วนกล้ามเนื้อว่าเมื่อไหร่ที่ควรบิน หรือ ไม่บิน โดยมันจะสร้างคลื่นของโวลต์ “มันใช้ Pulse เพื่อจำกัดรูปร่างของคลื่น” — Johannes James หัวหน้าผู้เขียนและนักเรียนระดับ ดร. สาขาวิศวกรแมคคาทรอนิกส์ให้ข้อมูล นอกจากนี้ยังเสริมว่า “เพื่อให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้อย่างรวดเร็ว มันจะส่งซีรี่ส์ของ Pulse เร็วและช้าในช่วงใกล้กับยอดของคลื่นและหลังจากนั้นมันจะกลับด้านเพื่อบินได้อย่างนุ่มนวลในทิศทางอื่นๆ” (ใครเคยทำหุ่นยนต์ตัว Controller มันจะจ่ายไฟมีไฟ หรือ ไม่มีปกติส่วนการเปลี่ยนทิศเราก็จ่ายให้ล้อสลับกันให้มันหมุน แต่ถ้าจะให้มันเคลื่อนที่ได้นุ่มนวลก็ต้องอาศัยความรู้ทางไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์เข้ามาปรับแต่งช่วงคลื่นเหมือนที่นักวิจัยทำ)

แม้ว่างานนี้ยังมีข้อจำกัดที่ยังบินขึ้นและลงได้เท่านั้นเพราะลำแสงเซอร์ที่จ่ายไฟทำได้ในวงแคบ ดังนั้นพลังงานหุ่นจะหมดเมื่อหลุดจากพื้นที่นั้น แต่หนึ่งในวิจัยก็มีความหวังว่าจะสามารถปรับจูนขั้นตอนดังกล่าวให้หุ่นยนต์บินไปรอบๆ ได้ในเร็ววัน อีกเรื่องหนึ่งในอนาคตคือต้องมีการเพิ่มแบตเตอรี่จิ๋วเข้าไปหรือเพิ่มความสามารถในการใช้พลังงานจากคลื่นสัญญานวิทยุ นอกจากนี้ส่วนสมองควบคุมยังและระบบเซนเซอร์ยังไปได้ไกลกว่านี้เพื่อช่วยให้หุ่นยนต์ทำงานได้สำเร็จ

ที่มา : https://www.sciencedaily.com/releases/2018/05/180515142516.htm