สล็อตแตกง่าย หุ่นยนต์นุ่มตัวนี้ทนทานต่อแรงกดทับที่ระดับความลึกที่สุดของมหาสมุทร

ด้วยแรงบันดาลใจจากปลาแปลก ๆ ที่สามารถทนต่อแรงกดดันจากส่วนลึกที่สุดของมหาสมุทร นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นหุ่นยนต์อัตโนมัติที่อ่อนนุ่มซึ่งสามารถรักษาครีบของมันได้ แม้กระทั่งในส่วนที่ลึกที่สุดของร่องลึกบาดาลมาเรียนา

ทีมงานที่นำโดย Guorui Li ผู้เชี่ยวชาญด้านหุ่นยนต์แห่งมหาวิทยาลัย Zhejiang สล็อตแตกง่าย ในเมืองหางโจว ประเทศจีนประสบความสำเร็จในการทดสอบความสามารถของหุ่นยนต์ในการว่ายน้ำที่ระดับความลึกตั้งแต่ 70 เมตรถึงเกือบ 11,000 เมตร รายงานเมื่อวันที่ 4 มีนาคมที่ผ่านมาในNature

Challenger Deep คือส่วนที่ต่ำที่สุด ซึ่งเป็นส่วนที่ลึกที่สุดของร่องลึกบาดาลมาเรียนา โดยอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลประมาณ 10,900 เมตร ( SN: 12/11/12 ) แรงดันน้ำที่อยู่เหนือพื้นทั้งหมดนั้นสูงกว่าความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเลประมาณพันเท่า ซึ่งแปลเป็นประมาณ 103 ล้านปาสกาล (หรือ 15,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) Mackenzie Gerringer นักสรีรวิทยาในทะเลลึกและนักนิเวศวิทยาจาก State University of New York ที่ Geneseo กล่าวว่า “มันเป็นเรื่องที่เทียบเท่ากับช้างที่ยืนอยู่บนนิ้วโป้งของคุณ” ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใหม่นี้กล่าว

แรงกดดันมหาศาลที่ระดับความลึก Hadal เหล่านี้ ซึ่งเป็นเขตมหาสมุทรที่ลึกที่สุด ระหว่าง 6,000 ถึง 11,000 เมตร ทำให้เกิดความท้าทายด้านวิศวกรรมที่ยากลำบาก Gerringer กล่าว หุ่นยนต์ใต้ท้องทะเลแบบดั้งเดิมหรือเรือดำน้ำแบบบรรจุคนได้รับการเสริมแรงอย่างแน่นหนาด้วยโครงโลหะที่แข็งแรงเพื่อไม่ให้เกิดรอยยับ — แต่เรือเหล่านี้มีขนาดใหญ่และยุ่งยาก และความเสี่ยงของความล้มเหลวของโครงสร้างยังคงสูง

ในการออกแบบหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนตัวได้อย่างสวยงามผ่านน้ำที่ตื้นกว่า นักวิทยาศาสตร์เคยมองหาสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรที่มีร่างกายอ่อนนุ่มเช่น ปลาหมึกเพื่อเป็นแรงบันดาลใจ ( SN: 9/17/14 ) เมื่อมันเกิดขึ้น ท่วงทำนองแห่งท้องทะเลลึกก็มีอยู่เช่นกัน: Pseudoliparis swireiหรือปลาหอยทาก Mariana Hadal ซึ่งเป็นปลาโปร่งแสงส่วนใหญ่ที่นิ่มนวลและอาศัยอยู่ลึกถึง 8,000 เมตรในร่องลึกบาดาลมาเรียนา

Gerringer หนึ่งในนักวิจัยที่บรรยายถึงปลาหอยทากทะเลน้ำลึกเป็นครั้งแรกในปี 2014 ได้สร้างหุ่นยนต์นิ่มแบบ 3 มิติที่พิมพ์ออกมาในอีกหลายปีต่อมาเพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าปลาชนิดนี้ว่ายอย่างไร หุ่นยนต์ของเธอมีสารที่หนาที่เป็นน้ำสังเคราะห์อยู่ภายในตัวของปลา ซึ่งน่าจะเพิ่มการลอยตัวและช่วยให้มันว่ายน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ( SN: 1/3/18 )

แต่การคิดค้นหุ่นยนต์ที่สามารถว่ายน้ำภายใต้แรงกดดันสุดขั้วเพื่อสำรวจสภาพแวดล้อมใต้ท้องทะเลลึกนั้นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง 

หุ่นยนต์สำรวจอัตโนมัติต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่เพียงแต่เพิ่มพลังให้การเคลื่อนที่เท่านั้น แต่ยังต้องทำงานหลายอย่างด้วย ไม่ว่าจะเป็นการทดสอบเคมีในน้ำ การให้แสงสว่างและการถ่ายทำภาพผู้อยู่อาศัยในร่องลึกก้นสมุทร หรือการเก็บตัวอย่างเพื่อนำกลับขึ้นสู่ผิวน้ำ ภายใต้แรงดันน้ำ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้สามารถบดขยี้ซึ่งกันและกันได้

ดังนั้น Li และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงตัดสินใจยืมปลาหอยทากตัวหนึ่งที่ดัดแปลงให้เข้ากับชีวิตที่มีความกดดันสูง: กะโหลกศีรษะของมันไม่หลอมรวมกับกระดูกที่ชุบแข็งอย่างสมบูรณ์ ความอ่อนนุ่มที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยนั้นทำให้แรงกดบนกะโหลกศีรษะเท่ากัน ในทำนองเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ได้ตัดสินใจที่จะแจกจ่ายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่า “สมอง” ของหุ่นยนต์จับปลาให้ไกลกว่าปกติ แล้วหุ้มไว้ด้วยซิลิโคนอ่อนนุ่มเพื่อป้องกันไม่ให้จับปลา

ทีมงานยังได้ออกแบบลำตัวที่อ่อนนุ่มซึ่งคล้ายกับปลาหอยทากเล็กน้อย โดยมีครีบสองอันที่หุ่นยนต์สามารถใช้ขับเคลื่อนตัวเองผ่านน้ำได้ (เจอร์ริงเกอร์ตั้งข้อสังเกตว่าหอยทากจริง ๆ ไม่ได้กระพือปีกของมัน แต่กระดิกตัวเหมือนลูกอ๊อด) หุ่นยนต์จะติดตั้งแบตเตอรี่ที่ให้พลังงานแก่กล้ามเนื้อเทียม: อิเล็กโทรดที่ประกบระหว่างเยื่อหุ้มสองแผ่นที่บิดเบี้ยวเพื่อตอบสนองต่อ ประจุไฟฟ้า

ทีมทดสอบหุ่นยนต์ในสภาพแวดล้อมต่างๆ: ลึก 70 เมตรในทะเลสาบ; ลึกประมาณ 3,200 เมตรในทะเลจีนใต้ และสุดท้ายที่ก้นมหาสมุทร หุ่นยนต์ได้รับอนุญาตให้ว่ายอย่างอิสระในสองการทดลองแรก อย่างไรก็ตาม สำหรับการทดลองใช้ Challenger Deep นั้น นักวิจัยยังคงจับกระชับมือ โดยใช้แขนที่ขยายได้ของยานลงจอดใต้ทะเลลึกเพื่อจับหุ่นยนต์ในขณะที่มันกระพือครีบ

เครื่องนี้ “ผลักดันขอบเขตของสิ่งที่สามารถทำได้” ด้วยหุ่นยนต์นุ่มที่ได้รับแรงบันดาลใจจากทางชีววิทยา เขียนนักหุ่นยนต์ Cecilia Laschi จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์และ Marcello Calisti จากมหาวิทยาลัยลินคอล์นในอังกฤษ ทั้งคู่มีความเห็นเกี่ยวกับการวิจัยในฉบับเดียวกันของNature ที่กล่าวว่าเครื่องยังห่างไกลจากการติดตั้ง มันว่ายน้ำช้ากว่าหุ่นยนต์ใต้น้ำตัวอื่นๆ และยังไม่มีพลังที่จะต้านทานกระแสใต้น้ำอันทรงพลัง แต่พวกเขาเขียนว่า “วางรากฐาน” สำหรับหุ่นยนต์ดังกล่าวในอนาคตเพื่อช่วยตอบคำถามที่เอ้อระเหยเกี่ยวกับการไปถึงมหาสมุทรอันลึกลับเหล่านี้

เป็นที่ทราบกันดีว่าสนามเพลาะใต้ทะเลลึกเต็มไปด้วยจุลินทรีย์ ซึ่งกินโบนันซ่าของสารอินทรีย์อย่างมีความสุข ตั้งแต่สาหร่ายไปจนถึงซากสัตว์ ซึ่งพบทางลงสู่ก้นทะเล กิจกรรมของจุลินทรีย์ดังกล่าวบอกเป็นนัยว่าร่องลึกก้นสมุทรอาจมีบทบาทสำคัญในวัฏจักรคาร์บอนของโลก ซึ่งในทางกลับกันก็เชื่อมโยงกับการควบคุมสภาพอากาศของโลก

การค้นพบไมโครพลาสติกใน Challenger Deepยังเป็นหลักฐานที่ไม่สามารถโต้แย้งได้ว่าแม้แต่ก้นมหาสมุทรก็ไม่ได้อยู่ไกลขนาดนั้นจริงๆ ( SN: 11/20/20 ) “เรากำลังส่งผลกระทบต่อระบบน้ำลึกเหล่านี้ก่อนที่เราจะค้นพบว่ามีอะไรอยู่ด้านล่าง เรามีหน้าที่รับผิดชอบในการช่วยเชื่อมโยงระบบที่ดูเหมือนอยู่นอกโลกเหล่านี้ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโลกของเราจริงๆ” สล็อตแตกง่าย