“นั่นเป็นวิธีที่พวกเขาโจมตีคุณ พวกมันอยู่ใต้ดิน!” วัล แมคคี มือจ้างที่รับบทโดยเควิน เบคอนในภาพยนตร์ตลกคลาสสิกปี 1990 กล่าว อาการสั่น. McKee หมายถึง Graboids ซึ่งเป็นสัตว์ที่ไม่มีกระดูกสันหลังของหนอนยักษ์ขนาดยักษ์ที่เดินทางใต้ดินเพื่อผลักดินออกไปในขณะที่พวกมันขุด
สารบัญ
- หนอนทรายไปขุด
- ขุดหุ่นยนต์งูบนดวงจันทร์
เจ้าหน้าที่จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บารา และสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย กำลังทำงานเกี่ยวกับหุ่นยนต์ที่อยู่ห่างจากกลุ่ม Graboids ไม่ถึงล้านไมล์ แม้ว่าในปัจจุบันจะมีขนาดเล็กกว่ามากและมีแนวโน้มที่จะเคี้ยววัวและมนุษย์ที่ไม่สงสัยน้อยกว่ามาก อย่างไรก็ตาม มันคือการสร้างอุโมงค์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากงู ซึ่งสามารถขุดผ่านดินหรือทรายเนื้อนุ่มได้ และบางทีผู้สร้างอาจอ้างว่า แม้แต่วันหนึ่งก็มีการปรับปรุงพื้นผิวใหม่ที่พบในดาวเคราะห์ดวงอื่น นี่คืออนาคตของสเปซโรเวอร์ที่ยังมาไม่ถึงหรือไม่?
วิดีโอแนะนำ
“เราได้พัฒนาหุ่นยนต์ขุดดินประเภทหนึ่งที่ใช้แนวทางใหม่ในการขุด โดยพยายามลดแรงต้านทานแทนที่จะต่อสู้กับพวกมัน” นิโคลัส นาเคลริโอนักวิจัยนักศึกษาวิศวกรรมเครื่องกลระดับบัณฑิตศึกษาที่ UC Santa Barbara บอกกับ Digital Trends “หลักการสามประการ [ที่] ช่วยให้สามารถขยายส่วนปลายเพื่อกำจัดการลากไปตามด้านข้าง การไหลของอากาศ ลดแรงต้านทานของตัวกลางที่เป็นเม็ด และลดความไม่สมดุลเพื่อควบคุมแรงยกที่เกิดขึ้นในแนวนอน การขุด”
การขุดดินด้วยหุ่นยนต์พร้อมส่วนขยายส่วนปลายและการฟลูอิดไดเซชันแบบละเอียด
หนอนทรายไปขุด
หุ่นยนต์ตัวนี้มีเทคโนโลยีต่ำอย่างน่าประหลาดใจ ตัวทำจากผ้าไนลอนริปสตอปที่กันอากาศเข้าได้ ท่อไนลอนจ่ายอากาศไปที่ปลาย ซึ่งจะกระจายอนุภาคที่อยู่ด้านหน้าออกไปเพื่อให้เป็นทางโล่งในขณะที่มันเดินไปตามทางใต้ดิน สายถักคาร์บอนไฟเบอร์เสริมความแข็งแบบบิดเบี้ยว ในขณะที่ปลอกเทฟลอนช่วยลดการเสียดสี การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ขับเคลื่อนด้วยลมอัดหรือไนโตรเจน ทำให้สามารถเคลื่อนที่ไปใต้พื้นผิวได้
นาเคลริโอกล่าวว่าเขาไม่คุ้นเคยกับ อาการสั่น Graboids (ถึงแม้ว่า หนอนทรายแห่ง Dune เป็นอีกเรื่องหนึ่ง) อันที่จริง แม้ว่าหุ่นยนต์จะได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ แต่ดูเหมือนว่ามันไม่ได้มีพื้นฐานมาจากหนอนหรืองูเลย
“หุ่นยนต์ของเราได้รับแรงบันดาลใจโดยตรงจากรากพืช ซึ่งเติบโตจากปลายของมันจนถึงลึกลงไปในดิน” นาเคิลริโอกล่าว “เมื่อยืดออกจากปลาย หุ่นยนต์จะหลีกเลี่ยงการเสียดสีด้านข้างและสามารถหมุนไปในทิศทางใดก็ได้ นอกจากนี้เรายังได้รับแรงบันดาลใจจากปลาหมึกยักษ์ทรายทางใต้ซึ่งพ่นน้ำออกมาเพื่อช่วยขุดลงไปในก้นทะเล หุ่นยนต์ของเราจะเป่าลมจากปลายเพื่อทำให้ทรายบริเวณใกล้ปลายเป็นของเหลว ช่วยลดแรงที่ต้องใช้ในการขุดลงไปที่พื้น สุดท้าย เราใช้ทิศทางการไหลของอากาศที่ไม่สมมาตรและลิ่มที่ทำมุมที่ส่วนปลายของหุ่นยนต์เพื่อช่วยควบคุมแรงยก สิ่งนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากกิ้งก่าปลาทราย ซึ่งใช้หัวรูปลิ่มเพื่อช่วยขุดลงไปในทราย”
การออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์นี้ช่วยให้ทีมเอาชนะ "ความท้าทายในการยก" ในการขุดแนวนอนได้ “เมื่อเราพยายามขุดดินในแนวนอนครั้งแรก หุ่นยนต์ของเราจะโผล่ขึ้นมาอยู่เสมอ” เขากล่าว “ปรากฎว่าวัตถุสมมาตรที่เคลื่อนที่ในแนวนอนผ่านสื่อแบบละเอียดจะเกิดการยกขึ้น เนื่องจากการดันวัสดุขึ้นและออกได้ง่ายกว่าการอัดลง เราแก้ไขปัญหานี้โดยการเป่าลมลงไปตรงๆ เพื่อลดความแรงของการไล่ระดับที่ทำให้เกิดการยก และโดยการเพิ่มลิ่ม [the] ที่ส่วนปลายของหุ่นยนต์”
ขุดหุ่นยนต์งูบนดวงจันทร์
แล้วหุ่นยนต์งู/เถาวัลย์ขุดดินนี้สามารถนำไปใช้งานอะไรได้บ้าง? และที่สำคัญกว่านั้น สามารถขยายขนาดเพื่อแทนที่ทรายหรือดินปริมาณมากได้หรือไม่? “เราเชื่อว่าหลักการที่นำเสนอในบทความนี้สามารถใช้เพื่อขยายขีดความสามารถของวิธีการขุดแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการขุดแนวนอนและแบบบังคับทิศทางได้” Naclerio กล่าว
ในกรณีการใช้งาน ผู้คนเดินเท้าภาคพื้นดินอาจมีกิจกรรมขุดคูน้ำหลากหลายประเภท “วิสัยทัศน์แรกสุดประการหนึ่งที่เรามีสำหรับโปรเจ็กต์นี้คือหุ่นยนต์จะขุดลงไป ใต้ และขึ้นไปบน อีกฟากหนึ่งของถนนรถแล่นเพื่อติดตั้งสายชลประทานหรือสายสื่อสารโดยไม่จำเป็นต้องขุดคูน้ำ” นาเคิลริโอ พูดว่า. “การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ การค้นหาและกู้ภัย การติดตั้งลูปความร้อนใต้พิภพ การตรวจสอบยุ้งฉาง และอื่นๆ”
ในตอนท้ายของการตรวจสอบยุ้งฉางนั้น "มากกว่า" โดยไม่ก้าวก่ายซึ่งทำให้กลายเป็นกรณีการใช้งานที่น่าสนใจที่สุด (และนิยายวิทยาศาสตร์) “เราคิดว่าหุ่นยนต์นี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่แห้ง แรงโน้มถ่วงต่ำ และอยู่นอกโลก ซึ่งแรงปฏิกิริยาอาจสร้างได้ยาก” Naclerio กล่าวต่อ “ตัวอย่างการใช้งาน ได้แก่ การวางตำแหน่งเซ็นเซอร์ความร้อนบนดาวอังคาร การสำรวจอุโมงค์ภูเขาไฟบนดวงจันทร์ การสุ่มตัวอย่างหรือการยึดดาวเคราะห์น้อย และการสำรวจน้ำแข็งบนเกล็ดน้ำแข็งบนเอนเซลาดัส ซึ่งเป็นดวงจันทร์ของดาวเสาร์”
แนวคิดในการใช้เทคนิคนี้เพื่อ สำรวจสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงต่ำในอวกาศ อาจฟังดูห่างไกล อย่างไรก็ตาม ขณะนี้ทีมงานกำลังทำงานร่วมกันในโครงการกับ NASA เพื่อครอบคลุมการใช้งานบางส่วนเหล่านี้ ใครจะรู้: บางทีหุ่นยนต์หนอนในอวกาศอาจจะไม่บ้าอย่างที่คิด!
กระดาษอธิบายการทำงานคือ ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสาร Science Robotics.
คำแนะนำของบรรณาธิการ
- พบกับหุ่นยนต์ขว้างที่พลิกเกมได้ซึ่งสามารถเลียนแบบการขว้างของมนุษย์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
- หุ่นยนต์ซ่อมแซมว่ายน้ำผ่านท่อส่งน้ำมันและเชื่อมรอยแตกร้าวโดยไม่เกิดการระเบิด
- Ballie คือหุ่นยนต์กลิ้งจาก Samsung ที่สามารถช่วยรอบบ้านอัจฉริยะได้
- กระแทก บิด ดึง และจับ: มือหุ่นยนต์ MIT หยิบสิ่งของต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย
- หุ่นยนต์งูของ MIT ได้รับการออกแบบมาเพื่อคลานผ่านหลอดเลือดในสมอง
