แปลและเรียบเรียง โดย มาริสา คุณธนวงศ์

ตัวยึดจับเลียนแบบตีนตุ๊กแก ทั้งนิ่มและยืดหยุ่นสามารถยกวัตถุที่มีพื้นผิวลักษณะโค้งได้

ตัวยึดจับออกแบบมาให้สามารถยึดจับบนพื้นผิวโค้งได้ เช่น แก้วกาแฟ ขวดชมพู่ (flask) หรือแม้แต่มะเขือเทศเชอรี่

ภาพแสดงส่วนประกอบต่างๆ 1.ท่อซิลิโคน 2.Vinylsiloxane3.กรอบด้านนอก 4.วงแหวนยาง 5.จานแบบนิ่ม 6.ช่องว่างระหว่างจานกับกาวเส้นใยบนเมมเบรน (fibrillar adhesives on a membrane ,FAM) 7. กาวเส้นใยบนเมมเบรน (fibrillar adhesives on a membrane ,FAM) 8. ไมโครไฟเบอร์สังเคราะห์ PDMS รูปทรงคล้ายเห็ด

ภาพด้านข้างของระบบตัวยึดจับแบบนิ่มขณะดึงจากพื้นผิวแก้ว

ทีมวิจัยจาก Max Planck Institute for Intelligent Systems และ Carnegie Mellon University ได้ปรับปรุงการออกแบบหุ่นยนต์ยึดจับที่ทำจากไมโครไฟเบอร์สังเคราะห์ (synthetic microfiber arrays)ซึ่งเลียนแบบโครงสร้างคล้ายเส้นขนบนตีนตุ๊กแกแต่มีแท่นด้านหลังแตกต่างกับตัวยึดจับที่เลียนแบบตีนตุ๊กแกที่ผ่านมา แท่นด้านหลังของตัวยึดจับแบบเดิมนั้นทำจากวัสดุที่มีความแข็งเพื่อช่วยให้มีแรงกด มันจึงยึดจับได้เฉพาะพื้นผิวที่เรียบแบน แต่สำหรับตัวยึดจับตัวใหม่ที่ทีมออกแบบใช้แท่นด้านหลังที่ทำจากกรวยพลาสติกที่นิ่มและยืดหยุ่นโดยมีการปิดผนึกปลายด้านแคบด้วยท่อที่ยอมให้อากาศไหลผ่านเพื่อช่วยนี้ให้อากาศสามารถสูบเข้าออกได้ ส่วนปลายด้านกว้างถูกครอบด้วยแท่นที่ยืดหยุ่นซึ่งปกคลุมด้วยไมโครไฟเบอร์สังเคราะห์

กลไกการยึดจับเกิดขึ้นเมื่ออากาศถูกสูบออกจากกรวยทำให้มันยุบลงและเกิดแรงกดกับแท่นที่ยืดหยุ่นซึ่งจะดันตัวยึดให้จับกับพื้นผิวไว้ได้ แต่เมื่อปลดล็อกตัวยึด อากาศก็จะถูกสูบกลับเข้าไปด้านใน กลไกดังกล่าวช่วยให้ตัวยึดจับสามารถยึดจับบนพื้นผิวโค้งได้

อย่างไรก็ตามมันยังคงรับน้ำหนักได้สูงสุดถึง 3 ขีดเท่านั้น ซึ่งถ้าหากวัตถุมีน้ำหนักมากกว่านี้ ทีมกล่าวว่าวิธีง่ายๆก็คือใช้ตัวยึดจับหลายตัวช่วยกัน แต่ทั้งนี้ทีมจำเป็นต้องตรวจสอบตัวยึดจับที่คิดค้นขึ้นว่าแข็งแรงพอที่จะทนต่อสภาวะของโลกที่แท้จริงได้

สนใจอ่านเพิ่มเติม: https://techxplore.com/news/2017-05-flexible-soft-gripper-mimics-gecko.html
งานวิจัยฉบับเต็ม : Sukho Song et al. Controllable load sharing for soft adhesive interfaces on three-dimensional surfaces, Proceedings of the National Academy of Sciences (2017).DOI: 10.1073/pnas.162034411

Scroll Up