ทำวัสดุเพื่อกล้ามเนื้อเทียมที่ทนและยืดหยุ่น

การจะทำให้กล้ามเนื้อเทียมในหุ่นยนต์รุ่นใหม่ในเซ็นเซอร์และในเทคโนโลยีที่สวมใส่ได้ สามารถเลียนแบบหรือปรับปรุงการเคลื่อนไหวให้เหมือนมนุษย์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น ก็คงต้องทำให้ส่วนประกอบของเครื่องจักรที่มีหน้าที่ในการเคลื่อนย้ายและควบคุมกลไกที่เรียกว่าแอ็กชูเอเตอร์ (actuator) มีความยืดหยุ่น ทำงานได้อย่างอเนกประสงค์ ก็จะนำไปสู่การทำให้กล้ามเนื้อเทียมมีประสิทธิภาพ

เมื่อเร็วๆนี้ทีมวิจัยนำโดยผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส (ยูซีแอลเอ) ในสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาวัสดุและกระบวนการผลิตแบบใหม่ สำหรับการสร้างกล้ามเนื้อเทียมที่แข็งแรงและยืดหยุ่นขึ้น โดยวัสดุที่ทีมให้ความสนใจคือยางสังเคราะห์ไดอิเลกทริกอีลาสโตเมอร์ (DE) เป็นวัสดุน้ำหนักเบาแต่มีความหนาแน่นของพลังงานยืดหยุ่นสูง DE มีความเหนียวที่เหมาะสมที่สุดเพราะเป็นโพลีเมอร์เชิงไฟฟ้าซึ่งเป็นสารธรรมชาติหรือสารสังเคราะห์ ประกอบด้วยโมเลกุลขนาด ใหญ่ที่เปลี่ยนแปลงขนาดหรือรูปร่างได้ เมื่อถูกกระตุ้น โดยสนามไฟฟ้า ก็จะใช้เป็นตัวกระตุ้น ทำให้เครื่องจักรทำงานโดยเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล

ทีมได้นำวัสดุดังกล่าวมาใช้กับกระบวนการบ่มด้วยแสงอัลตราไวโอเลต จนสร้างวัสดุที่โปร่งใสที่มีความยืดหยุ่น ปรับขนาดได้ง่ายขึ้น โดยไม่สูญเสียความแข็งแรงและความทนทาน แผ่นฟิล์มไดอิเลกทริก อีลาสโตเมอร์ นี้เรียกว่า PHDE มีประสิทธิภาพสูง บางเหมือนเส้นผมมนุษย์ ความหนาราว 35 ไมโครเมตร แปรรูปได้ เมื่อวางหลายชั้นซ้อนกันก็จะกลายเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กที่ทำหน้าที่เหมือนเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อและผลิตพลังงานได้เพียงพอสำหรับการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์หรือเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก.

Credit : Soft Materials Research Lab/UCLA

คุณกำลังดู: ทำวัสดุเพื่อกล้ามเนื้อเทียมที่ทนและยืดหยุ่น

หมวดหมู่: สุขภาพ