ความสามารถในการสร้างตัวเองให้กลายเป็นหุ่นยนต์นั้นมีหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่การใช้งานจริงไปจนถึงเรื่องในจินตนาการจากนิยาย Sci-Fi อินเทอร์เฟซที่มีอยู่ซึ่งอาจทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้มักจะมีขนาดใหญ่ แต่ electronic skin ไร้สายที่สร้างโดยนักวิจัยชาวจีนทำให้การควบคุมมีความเป็นธรรมชาติมากกว่า

แม้ว่าวันหนึ่งหุ่นยนต์อัจฉริยะอาจจะสามารถเชื่อมต่อกับส่วนประสานต่าง ๆ ของร่างกายมนุษย์ได้ แต่พวกมันก็ยังพยายามทำงานหลายอย่างที่เราอยากให้พวกมันทำ ในระหว่างนี้ หลายคนเชื่อว่าการสร้างวิธีที่มนุษย์จะใช้หุ่นยนต์ควบคุมจากทางไกล อาจเป็นวิธีการที่มีประโยชน์ที่สุด

วิธีการนี้อาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ แต่ยังเกินความสามารถของหุ่นยนต์อัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น การกำจัดระเบิดหรือการกำจัดของเสียกัมมันตภาพรังสี หรือผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ที่ดูแลผู้ป่วยที่ติดเชื้อ

แม้ว่าหุ่นยนต์ควบคุมจากระยะไกลจะมีอยู่แล้ว แต่ความสามารถในการควบคุมพวกมันผ่านการเคลื่อนไหวของร่างกายตามธรรมชาติอาจทำให้ประสบการณ์ใช้งานง่ายขึ้นมาก 

นอกจากนี้ยังอาจเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาโครงกระดูกภายนอกของหุ่นยนต์ที่ใช้งานได้จริงหรือแม้แต่อวัยวะเทียมที่ดีขึ้น และทำให้สามารถสร้างประสบการณ์ที่สมจริงซึ่งผู้ใช้ควบคุมร่างกายของหุ่นยนต์ได้

แม้ว่าจะมีวิธีแก้ปัญหาสำหรับเปลี่ยนการเคลื่อนไหวของมนุษย์ให้กลายเป็นสัญญาณสำหรับหุ่นยนต์ แต่โดยทั่วไปแล้วจะเกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์ที่ยุ่งยากซึ่งผู้ใช้ต้องสวมใส่หรือระบบคอมพิวเตอร์วิชันซิสเต็มที่มีความซับซ้อนสูง

ตอนนี้ ทีมนักวิจัยจากประเทศจีนได้สร้าง electronic skin ที่ยืดหยุ่นซึ่งเต็มไปด้วยเซ็นเซอร์ เครื่องส่งสัญญาณไร้สาย และแม่เหล็กแบบสั่นขนาดเล็กที่สามารถให้การตอบสนองแบบสัมผัสแก่ผู้ใช้ได้ ด้วยการติดแผ่นแปะเหล่านี้กับส่วนต่างๆ ของร่างกาย เช่น มือ ปลายแขน หรือเข่า ระบบสามารถบันทึกการเคลื่อนไหวของผู้ใช้และส่งไปยังหุ่นยนต์

งานวิจัยที่ได้อธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ใน Science Advances สร้างขึ้นจากความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นได้ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ผลงานหลักๆ ของงานวิจัยนี้คือทำให้ส่วนประกอบต่างๆ เข้าไปอยู่ในอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัด ทรงพลัง และใช้งานง่าย

เซ็นเซอร์ของระบบใช้วัสดุแบบ piezoresistive ซึ่งความต้านทานไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงเมื่ออยู่ภายใต้ความเค้น (Stress) ซึ่งช่วยให้พวกมันทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์ในการดัดงอส่วนต่าง ๆ ของหุ่นยนต์ ดังนั้นเมื่อแผ่นปะติดเข้ากับข้อต่อของผู้ใช้ การเปลี่ยนแปลงของแรงต้านจะสอดคล้องกับมุมที่มันโค้งงอจริง

เซ็นเซอร์เหล่านี้เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนกลางผ่านสายทองแดงที่แกว่งไปมาในลักษณะคล้ายงู ซึ่งรูปแบบซิกแซกนี้ช่วยให้สายไฟขยายออกได้ง่ายเมื่อมีการยืดหรืองอ และยังป้องกันไม่ให้สายไฟขาดจากแรงกด 

โดยสัญญาณแรงดันไฟจากเซ็นเซอร์จะถูกประมวลผลและส่งผ่าน Bluetooth โดยตรงไปยังอุปกรณ์หุ่นยนต์ที่อยู่ใกล้เคียงหรือคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถส่งต่อผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ตได้เช่นกัน

นักวิจัยได้สร้างระบบป้อนข้อมูลกลับด้วยเซ็นเซอร์แบบ piezoresistive แบบเดียวกันที่สามารถติดเข้ากับส่วนต่างๆ ของอุปกรณ์หุ่นยนต์ได้ เช่น ที่ปลายนิ้วซึ่งทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์แรงดัน

สัญญาณจากเซ็นเซอร์เหล่านี้จะถูกส่งไปยังผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งใช้เพื่อควบคุมแม่เหล็กขนาดเล็กที่สั่นสะเทือนที่ความถี่ต่างๆ ขึ้นอยู่กับว่ามีการใช้แรงกดมากเพียงใด นักวิจัยแสดงให้เห็นว่ามนุษย์ที่ควบคุมมือหุ่นยนต์สามารถใช้รับแรงสะท้อนเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างลูกบาศก์ของยางที่มีระดับความแข็งที่ต่างกันได้

ที่สำคัญ เวลาตอบสนองของสัญญาณนั้นต่ำเพียง 4 ไมโครวินาทีในขณะที่ทำงานโดยตรงผ่านบลูทูธ และใช้เพียง 350 ไมโครวินาทีหากทำงานบนเครือข่าย Wi-Fi ในพื้นที่ ซึ่งต่ำกว่าตัวเลข 550 ไมโครวินาทีที่มนุษย์ใช้ในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่สัมผัสจริงได้ การส่งสัญญาณทางอินเทอร์เน็ตทำให้เวลาตอบสนองเพิ่มขึ้นอยู่ในช่วงระหว่าง 30 ถึง 50 มิลลิวินาที

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบว่าการผสมผสานรูปแบบต่างๆ จากอินพุทด้วยภาพจากแว่นตา VR ผู้ใช้ที่เป็นมนุษย์สามารถควบคุมรถจากระยะไกลด้วยนิ้วมือ ใช้แขนหุ่นยนต์เพื่อตรวจไวรัสโควิด-19 หรือแม้แต่สร้างหุ่นจำลองมนุษย์ หุ่นยนต์เดิน หมอบ ทำความสะอาดห้อง และหุ่นยนต์ที่ช่วยพยาบาลผู้ป่วย

ซึ่งอุปกรณ์ตัวนี้ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในตัวซึ่งให้พลังงานเพียงพอสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดเพื่อทำงานอย่างต่อเนื่องได้นานกว่าหนึ่งชั่วโมง ในโหมดสแตนด์บายสามารถอยู่ได้เกือบสองสัปดาห์ และสายทองแดงของอุปกรณ์ยังสามารถทำหน้าที่เป็นเสาอากาศเพื่อชาร์จแบตเตอรี่แบบไร้สายได้อีกด้วย

ทั้งนี้ระบบดังกล่าวต้องมีการตรวจสอบให้ละเอียดถี่ถ้วนก่อนจึงจะนำไปใช้ในงานจริง แต่ความสามารถที่น่าประทับใจและการออกแบบที่ประณีตของมันบ่งบอกว่าเซ็นเซอร์ที่ยืดหยุ่นได้ตัวนี้ จะช่วยให้เราควบคุมหุ่นยนต์จากระยะไกลเหมือนในนวนิยาย Sci-Fi ได้ในอนาคตอันใกล้นั่นเองครับผม

References : https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl6700
http://www.taghribnews.com/en/news/535230/scientists-develop-electronic-skin
https://singularityhub.com/2022/01/17/sensor-packed-electronic-skin-controls-robots-with-haptic-feedback

• Facebook
• Twitter
• Line