หุ่นยนต์อนุภาคเลียนแบบกระบวนการสุ่มทางชีวภาพ

หุ่นยนต์อนุภาคเลียนแบบกระบวนการสุ่มทางชีวภาพ

อนุภาคที่ถูกผูกไว้อย่างหลวม ๆ ก่อตัวเป็นหุ่นยนต์หุ่นยนต์อนุภาคทำจากอนุภาคที่เหมือนกันซึ่งมีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนผ่านแม่เหล็ก อนุภาคเหล่านี้ไม่มีความสามารถในการเคลื่อนที่ส่วนบุคคล แต่สามารถขยายและหดตัวได้เท่านั้น โดยรวมแล้ว หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่และทำงานอื่นๆ เช่น วัตถุที่เคลื่อนที่ได้หุ่นยนต์ชนิดใหม่ที่สร้างขึ้นโดยหน่วยต่างๆ ที่เรียกว่า “อนุภาค” 

สามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกและทำงานต่างๆ ได้

อนุภาคเหล่านี้เหมือนกันทุกประการสามารถขยายและหดตัวได้ แต่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในอวกาศ อย่างไรก็ตาม พวกมันสามารถโต้ตอบกันเล็กน้อยผ่านแม่เหล็กอ่อนซึ่งจับอนุภาคเข้าด้วยกัน ระบบส่วนรวมที่เรียกว่า “หุ่นยนต์อนุภาค” สามารถทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การเคลื่อนตัวเข้าหาแสง การเคลื่อนย้ายวัตถุหรือหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง

รายงานในบทความล่าสุดที่ตีพิมพ์ในNature ทีม นักวิจัยจาก Columbia University, MIT, Cornell University และ Harvard University นำโดยศาสตราจารย์Hod Lipsonได้พัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าว

เทคโนโลยีร่วมในกลไกการทำงาน สัญญาณจะกระตุ้นวงจรการหดตัวของการขยายตัวของอนุภาคเดี่ยว และการตอบสนองแต่ละครั้งจะกลายเป็นการเคลื่อนไหวร่วมกันที่ช่วยให้งานต่างๆ สำเร็จลุล่วงได้

เพื่อจุดประสงค์นี้ ทีมงานได้ใช้อัลกอริธึมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากปรากฏการณ์ทางชีววิทยา เช่น การโยกย้ายเซลล์โดยรวม แต่ละอนุภาคตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกตามความเข้มของมัน (และด้วยเหตุนี้ ระยะห่างจากอนุภาคนั้น) และไม่ต้องการการตั้งโปรแกรมเป็นรายบุคคล นักวิจัยแสดงกลไกเบื้องหลังหุ่นยนต์อนุภาคในวิดีโอ

พวกเขาทำการทดลองกับอนุภาคทางกายภาพ 25 ตัวและการจำลองด้วยอนุภาคมากถึง 10,000 อนุภาค นอกจากนี้ การจำลองยังแสดงให้เห็นว่าหุ่นยนต์ยังคงทำงานเมื่อ 20% ของยูนิตทำงานผิดปกติ

อ่านเพิ่มเติมโครงสร้างขนาดสถาปัตยกรรมที่สร้างโดย Fiberbots กลุ่มหุ่นยนต์หมุนไฟเบอร์สร้างสถาปัตยกรรมตั้งแต่เริ่มต้น

สู่การย่อขนาด

แนวทางใหม่สำหรับหุ่นยนต์นี้มีข้อดีที่แตกต่างกัน ประการแรก อนุภาคธรรมดาสร้างได้ง่ายกว่าอนุภาคที่ซับซ้อนซึ่งออกแบบมาเพื่อทำงานเฉพาะ นอกจากนี้ อนุภาคที่ทำงานเหมือนกันทุกประการจึงสามารถทดแทนชิ้นส่วนที่แตกหักได้อย่างง่ายดาย (รักษาตัวเอง) และหุ่นยนต์สามารถเติบโตได้ตราบเท่าที่มีการเพิ่มอนุภาคมากขึ้น สุดท้าย ข้อต่อแบบอ่อนให้อิสระมากขึ้นในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกและสภาพแวดล้อมที่ไม่รู้จัก เพื่อให้อนุภาคสามารถแยกออก เอาชนะอุปสรรค และรวบรวมใหม่ได้อย่างง่ายดาย

ในอนาคตอันใกล้นี้ หุ่นยนต์อนุภาคจะถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคขนาดเล็กหลายพันตัว และจำลองระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น “ระบบชีวภาพที่ประกอบด้วยเซลล์หลายพันล้านเซลล์” ตามที่นักวิจัยสรุปไว้ในบทความเรื่องNature

ลองนึกถึงวิทยาการหุ่นยนต์ขั้นสูง และคุณอาจยังคงนึกถึงเวอร์ชันโลหะแวววาวของตัวเอง เช่น หุ่นยนต์ Star Wars C-3PO หรือ Optimus Prime ของ Transformers อย่างไรก็ตาม งานจำนวนมากที่จะได้ประโยชน์จากการทำงานอัตโนมัตินั้นต้องการการสัมผัสที่นุ่มนวลกว่า ขณะนี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและสถาบัน Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ในสหรัฐอเมริกา ได้ใช้ความพยายามในการพัฒนาหุ่นยนต์แบบนิ่มไปอีกขั้นด้วยการสาธิตระบบหุ่นยนต์ที่ไม่เพียงแต่ตัวเครื่องจะนุ่ม แต่ระบบลอจิกดิจิทัลเพื่อควบคุมหุ่นยนต์ก็นิ่มด้วยเช่นกัน

“หุ่นยนต์แบบนิ่ม ซึ่งเป็นสนามที่ยางและโฟมที่เป็นไปตามข้อกำหนดมาแทนที่เกียร์โลหะและกริปเปอร์ของหุ่นยนต์แบบดั้งเดิม เพิ่งเริ่มได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในความสามารถของตนในการจัดการวัตถุที่ละเอียดอ่อน และช่วยให้สามารถทำงานร่วมกับผู้ใช้ที่เป็นมนุษย์ได้อย่างปลอดภัย” Daniel Prestonนักวิจัยหลังปริญญาเอกของ Harvard ซึ่งทำงานร่วมกับศาสตราจารย์ George Whitesides แห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดในโครงการและเป็นผู้เขียนหลักของบทความที่รายงานผลลัพธ์เหล่านี้ อย่างไรก็ตาม อย่างที่เพรสตันบอกกับPhysics Worldหุ่นยนต์ “อ่อน” 

เหล่านี้ส่วนใหญ่ยังคงควบคุมโดยคอมพิวเตอร์

อิเล็กทรอนิกส์และโซลินอยด์วาล์วแบบแข็ง ซึ่งจำกัดการใช้งานในการใช้งานทางการแพทย์บางประเภท และในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น สถานที่เกิดภัยพิบัตินิวเคลียร์ “เราใช้แนวคิดจากไมโครฟลูอิดิกส์ และสุดท้ายมาจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อพัฒนาระบบลอจิกดิจิตอลแบบนิวแมติกที่อ่อนนุ่มอย่างสมบูรณ์ ซึ่งเมื่อรวมเข้ากับหุ่นยนต์แบบนิ่ม จะช่วยให้สามารถจดจำเหตุการณ์ในอดีตและความสามารถในการตัดสินใจที่เรียบง่าย”

การประมวลผลข้อมูลประหลาดโครงสร้างนิวแมติกพื้นฐานเกี่ยวข้องกับฟันผุสองช่องที่คั่นด้วยเมมเบรนครึ่งซีกซึ่งทำหน้าที่เป็นวาล์วแบบบิสเทเบิล ท่อยางในแต่ละโพรงจะลากเส้นออกตามเส้นทางฟันสี่เหลี่ยมที่บีบให้เป็นหงิกงอเฉียบพลันที่ด้านหนึ่ง โดยที่พื้นผิวนูนของเมมเบรนจะยื่นออกมาในช่องโพรง และเติมให้เป็นรูปตัวยูอีกด้านหนึ่งที่พื้นผิวเว้า ออกจากห้องมากขึ้น

แผ่นงาน 2 มิติช่วยสร้างลอจิกของเหลวรอยหยักขวางทางเดินในท่อเพื่อให้เฉพาะแรงดันในท่อที่ด้านเว้าเท่านั้นที่จะเชื่อมต่อกับแรงดันเอาต์พุตที่ท่อเชื่อมต่อ การเพิ่มแรงดันอินพุตเข้าไปในโพรงสามารถทำให้เมมเบรนครึ่งซีก “สแน็ปทรู” หรือ “สแน็ปแบ็ค” ที่ความดันต่ำสุดและสูงสุดเพื่อเปลี่ยนท่อที่หักงอและเชื่อมต่อผ่านไปยังแรงดันเอาต์พุต การกำหนดค่าต่างๆ ของอุปกรณ์จะทำให้เกิดแรงดันเอาต์พุตที่ขึ้นอยู่กับแรงดันอินพุตเพื่อเรนเดอร์พื้นฐาน NOT, AND และ OR data logic gate

เครื่องยนต์ความร้อนมีผลกระทบอย่างมากต่อชีวิตประจำวัน การปฏิวัติอุตสาหกรรมที่เปลี่ยนแปลงกระบวนการผลิต การขนส่ง การกระจายตัวของประชากรอย่างไม่สามารถเพิกถอนได้ และท้ายที่สุด จังหวะและคุณภาพชีวิตทั่วทั้งพื้นที่กว้างใหญ่ของโลกนั้นใช้พลังงานจากไอน้ำ ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ความร้อน วิศวกรรมมาหลายศตวรรษได้ปรับปรุงเครื่องจักรเหล่านี้ให้ทำงานได้อย่างลื่นไหลและประสิทธิภาพที่คล่องตัว แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้เปิดเผยเด็กใหม่บนบล็อกที่อาจให้กำลังสูงสุดที่เป็นไปได้แม้กระทั่งเครื่องจักรคลาสสิกที่ประดิษฐ์ขึ้นอย่างประณีตที่สุด

จากการศึกษาตัวอย่างเพชรที่มีความบกพร่องของไนโตรเจน-ตำแหน่งว่าง นักวิจัยในสหราชอาณาจักร สวิตเซอร์แลนด์ และอิสราเอล นำโดยEilon Poemที่สถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ในอิสราเอล ได้แสดงให้เห็นว่าเครื่องยนต์ความร้อนควอนตัมสามารถเกินกำลังขับของพวกมันได้ คู่คลาสสิก พวกเขายังแสดงให้เห็นว่ากำลังขับของเครื่องยนต์ความร้อนสองประเภทที่แตกต่างกันซึ่งอิงตามระบบข้อบกพร่องของเพชรที่มีไนโตรเจนมาบรรจบกัน การสาธิตของหลักการอื่นที่ทำนายไว้ในทางทฤษฎี – “ความเท่าเทียมกันของเครื่องความร้อนควอนตัม”

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง