ถุงเล็ก ๆ ที่เต็มไปด้วยกากกาแฟกำลังให้หุ่นยนต์ยืมมือ กริปเปอร์ชนิดใหม่ ซึ่งอธิบายออนไลน์เมื่อสัปดาห์ที่ 25 ตุลาคมในProceedings of the National Academy of Sciencesสามารถจับวัตถุต่าง ๆ ได้อย่างง่ายดายวิศวกรเครื่องกล Peko Hosoi จาก MIT กล่าวว่า “นี่อาจเป็นเทคโนโลยีที่เปลี่ยนเกมได้ ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใหม่นี้กล่าว “แนวคิดนี้เรียบง่าย แต่มีประสิทธิภาพและแข็งแกร่ง”
Eric Brown ผู้เขียนร่วมการศึกษาจากมหาวิทยาลัยชิคาโก
กล่าวว่ากริปเปอร์แบบเรียบง่ายทำจากถุงกาแฟบดและสูญญากาศ แม้ว่าเมล็ดพืชอื่นๆ เช่น เส้นคูสคูสและทรายก็ใช้ได้เช่นกัน ในการหยิบของขึ้นมา ถุงที่ใส่ดินหลวมจะหลอมรวมกันรอบๆ วัตถุก่อน จากนั้นเมื่อสูญญากาศดูดอากาศออกจากช่องว่างระหว่างเมล็ดพืช กริปเปอร์จะแข็งขึ้น และบรรจุตัวเองลงในคีมจับแข็งที่หล่อขึ้นรูปตามโครงร่างของวัตถุ ทีมงานพบว่าการลดปริมาณการเริ่มต้นของกระเป๋าลงเพียงเล็กน้อย – น้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของทั้งหมด – ก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้กริปเปอร์ยึดได้
การเปลี่ยนจากพฤติกรรมของเหลว (เช่น ทรายแห้งที่ไหลออกจากถัง) เป็นของแข็ง (ปราสาททรายที่อัดแน่น) เป็นกระบวนการทางกายภาพที่เรียกว่า “การติดขัด” เนื่องจากหลอดไฟของกริปเปอร์จะปรับให้เข้ากับรูปร่างใดๆ ได้อย่างสม่ำเสมอก่อนที่สูญญากาศจะติดขัด มันจึงใช้งานได้หลากหลายมาก “เป้าหมายของเราคือหยิบสิ่งของที่คุณไม่รู้ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่ล่วงหน้า” บราวน์กล่าว
การออกแบบกริปเปอร์โดยใช้นิ้วโลหะที่แข็ง — เช่นเดียวกับเกมอาร์เคดคลาสสิกที่มีกรงเล็บที่หยิบของเล่น — มีตั้งแต่คีมหนีบสองนิ้วไปจนถึงมือที่เหมือนมนุษย์ด้วยห้านิ้วและข้อต่อหลายข้อ แต่การออกแบบทั้งหมดเหล่านี้ต้องต่อสู้กับการวางตำแหน่งนิ้วและแรงที่ซับซ้อน “แนวทางนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิง” วิศวกรเครื่องกล Mark Yim จากมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียในฟิลาเดลเฟียกล่าว “มันเข้าใกล้การคว้าจากมุมที่ต่างกันมาก”
ในการทดลอง กริปเปอร์เริ่มต้นด้วยการเก็บของเล็กๆ น้อยๆ
ที่นักวิจัยพบว่าวางอยู่รอบๆ ห้องแล็บ เช่น ปากกา ท่อพลาสติก แก้วกาแฟ โช้คอัพ แจ็ค กริปเปอร์ถือถ้วยน้ำไว้อย่างดีพอที่จะเท และปากกาก็เพียงพอสำหรับเขียน ในการแสดงที่กล้าหาญยิ่งขึ้น กริปเปอร์ได้ยกเหยือกแกลลอนที่บรรจุน้ำหนึ่งคู่ที่ผูกเข้าด้วยกันด้วยเชือกโดยพันรอบด้ามจับของอันหนึ่งแล้วยกขึ้น และในการทดสอบขั้นสุดยอดสำหรับมือหุ่นยนต์ กริปเปอร์หยิบไข่ดิบขึ้นมา ซึ่งเป็นงานที่น่าเกรงขาม เนื่องจากคีมหนีบหรือนิ้วโลหะแข็งสามารถรวมแรงไว้ในพื้นที่เล็กๆ ไม่กี่แห่ง ซึ่งทำให้เปลือกที่บอบบางแตกเป็นเสี่ยงๆ
“สิ่งที่ยุ่งยากอย่างหนึ่งในการหยิบวัตถุที่ละเอียดอ่อนคือคุณต้องรู้ว่าต้องใช้แรงกดแค่ไหน: น้อยเกินไปและทิ้งวัตถุ มากเกินไปและคุณทำลายมัน” Hosoi กล่าว “กริปเปอร์รุ่นใหม่นี้ทำงานโดยปรับให้เข้ากับรูปร่างของวัตถุ ดังนั้นคุณจึงสามารถจัดการกับสิ่งของต่างๆ ได้โดยใช้แรงกดเพียงเล็กน้อย และไม่ต้องมีการตอบรับจากเซ็นเซอร์”
ข้อเสียประการหนึ่งในการออกแบบคือ กริปเปอร์ต้องใช้แรงกดกับวัตถุเพื่อให้ขึ้นรูปได้อย่างเหมาะสม ถ้ากริปเปอร์มาที่ด้ามเหยือกจากด้านข้าง มันจะจับไม่ได้ แต่มันจะเลื่อนเหยือกไปตามโต๊ะและเหนือขอบ บราวน์กล่าวว่าการออกแบบนี้สามารถใช้ร่วมกับนั่งร้านแบบใช้นิ้วแบบดั้งเดิมเพื่อให้ควบคุมได้มากขึ้น
บราวน์และเพื่อนร่วมงานคำนวณว่ากริปเปอร์ที่คล้ายกันซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งเมตรจะมีกำลังมากพอที่จะยกวัตถุที่มีน้ำหนักหนึ่งเมตริกตันได้ เวอร์ชันที่ขยายขนาดอาจมีประโยชน์ในภารกิจค้นหาและกู้ภัย Brown กล่าว “คุณกำลังมีปัญหาเรื่องเศษหินหรืออิฐทุกขนาดและรูปร่าง” ดังนั้นการมีกริปเปอร์ที่ยืดหยุ่นจึงเป็นสิ่งที่พึงปรารถนา
QUICKER PICKER UPPERจากScience NewsบนVimeo
กริปเปอร์หุ่นยนต์ที่ทำจากกากกาแฟแสดงให้เห็นถึงความเก่งกาจของมัน (อย่าพลาดไข่)
แนะนำ : เคล็ดลับต่างๆ | เว็บรวมวิธีต่างๆ How to | จัดอันดับซีรีย์ | รีวิวครีม
