iRonCub3 หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์บินได้ตัวแรกของโลก

โลกนิยายวิทยาศาสตร์ได้กลายเป็นความจริงอีกครั้ง เมื่อสถาบันเทคโนโลยีแห่งอิตาลี (Italian Institute of Technology - IIT) ได้สร้างประวัติศาสตร์หน้าใหม่ ด้วยการสาธิตการบินครั้งแรกของ iRonCub3 หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์เจ็ตตัวแรกของโลก ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อปฏิบัติการในสภาพแวดล้อมจริงโดยเฉพาะ

บินได้จริง แต่เบื้องหลังคือความท้าทายสุดขั้ว

หลังจากการวิจัยและพัฒนาอย่างเข้มข้นนานกว่า 2 ปี ในที่สุด iRonCub3 ก็สามารถทะยานขึ้นจากพื้นได้สูงประมาณ 50 เซนติเมตร พร้อมทั้งรักษาการทรงตัวได้อย่างมั่นคง ซึ่งถือเป็นความสำเร็จครั้งสำคัญที่ต้องเอาชนะความท้าทายทางวิศวกรรมมากมาย

iRonCub3 คือการต่อยอดจากหุ่นยนต์ต้นแบบ iCub3 โดยติดตั้งเครื่องยนต์เจ็ตทั้งหมด 4 ตัว (สองตัวที่แขน และสองตัวที่เจ็ตแพ็คด้านหลัง) เพื่อรองรับขุมพลังมหาศาลนี้ ทีมนักวิจัยจำเป็นต้องดัดแปลงฮาร์ดแวร์ครั้งใหญ่ ไม่ว่าจะเป็นการสร้าง กระดูกสันหลังใหม่จากไทเทเนียม และการเพิ่ม เกราะกันความร้อน เพื่อป้องกันไอพ่นที่มีอุณหภูมิสูงถึง 800 องศาเซลเซียส

ตัวหุ่นยนต์พร้อมเครื่องยนต์เจ็ตมีน้ำหนักรวมประมาณ 70 กิโลกรัม ในขณะที่เครื่องยนต์สามารถสร้างแรงขับได้สูงสุดมากกว่า 1,000 นิวตัน ทำให้มันสามารถลอยตัวและควบคุมการบินได้แม้ในสภาวะที่มีลมหรือความไม่แน่นอนของสภาพแวดล้อม

ทำไมการทำให้หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์บินจึงยากกว่าโดรน?

คุณ Daniele Pucci หัวหน้าโครงการอธิบายว่า "งานวิจัยนี้แตกต่างจากวิทยาการหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์แบบดั้งเดิมอย่างสิ้นเชิง"

สิ่งที่ทำให้ iRonCub3 ท้าทายอย่างยิ่ง ไม่ใช่แค่การติดตั้งเครื่องยนต์เจ็ต แต่คือการควบคุมหุ่นยนต์ที่มีรูปร่างเหมือนมนุษย์ให้บินได้ ซึ่งแตกต่างจากโดรนทั่วไปที่มีโครงสร้างสมมาตรและกะทัดรัด แต่ iRonCub3 มีรูปร่างที่ยาว มีการกระจายมวลไปยังแขนขาที่เคลื่อนไหวได้ และมีจุดศูนย์ถ่วงที่ไม่คงที่ การขยับแขนหรือขาเพียงเล็กน้อยก็ส่งผลต่ออากาศพลศาสตร์ทั้งหมดแบบเรียลไทม์ ซึ่งทีมวิจัยต้องพัฒนาระบบควบคุมขั้นสูงที่สามารถจัดการได้ทั้งการเคลื่อนไหวของข้อต่อที่ค่อนข้างช้าและกังหันเจ็ตที่รวดเร็วไปพร้อมๆ กัน

ความสำเร็จของ iRonCub3 ไม่ใช่แค่การทำให้หุ่นยนต์บินได้ แต่มันคือการสร้างเครื่องมือ ที่มีศักยภาพในการทำงานในโลกที่ออกแบบมาเพื่อมนุษย์ หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่เดิน, ปีนป่าย และตอนนี้สามารถบินได้ จะเป็นกุญแจสำคัญในการปฏิบัติภารกิจในพื้นที่ภัยพิบัติหรือสภาพแวดล้อมสุดขั้วที่มนุษย์หรือโดรนเข้าถึงได้ยาก นี่คือต้นแบบของหน่วยกู้ภัยแห่งอนาคตอย่างแท้จริง

ความร่วมมือระดับโลกเพื่อไขปริศนาการบิน

ความสำเร็จนี้ไม่ได้เกิดขึ้นจากทีมเดียว แต่เป็นความร่วมมือของนักวิทยาการหุ่นยนต์จากหลายสถาบันชั้นนำ

• สถาบันเทคโนโลยีแห่งอิตาลี (IIT): เป็นผู้นำโครงการหลักในการพัฒนาและทดสอบหุ่นยนต์
• Polytechnic of Milan: ทำการทดสอบในอุโมงค์ลม (Wind Tunnel) เพื่อศึกษาอากาศพลศาสตร์ที่ซับซ้อนของตัวหุ่นยนต์
• มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด (Stanford University): ใช้ Deep Learning Algorithm ในการระบุและสร้างแบบจำลองทางอากาศพลศาสตร์

เป้าหมายของทีมวิจัยคือการผลักดันขอบเขตของหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนที่ได้หลายรูปแบบ (Multi-modal) ทั้งการเดินบนพื้นดินและการเคลื่อนที่ทางอากาศ เพื่อพัฒนาหุ่นยนต์ที่สามารถปฏิบัติงานในสภาพแวดล้อมที่ไร้โครงสร้างและสุดขั้วได้

ความสำเร็จของ iRonCub3 ในวันนี้ ถือเป็นก้าวสำคัญที่แสดงให้เห็นถึงอนาคตของหุ่นยนต์ที่สามารถทำงานเคียงข้างมนุษย์ในสถานการณ์ที่อันตรายและซับซ้อนที่สุดได้

แหล่งที่มา techxplore