แปลงร่างหุ่นยนต์ เป็นจักรกล มีชีวิต

หุ่นยนต์ที่เราจะได้เห็นกันไม่จำเป็นต้องมีแขนขาที่แข็งทื่อหรือต้องใช้กลไกซับซ้อนในการควบคุมอีกต่อไป เพราะธรรมชาติได้ออกแบบสิ่งที่ดีที่สุดเอาไว้แล้ว นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับหุ่นยนต์กำลังขโมยเอาเซลล์และกล้ามเนื้อจากสัตว์และพัฒนาชิ้นส่วนธรรมชาติเหล่านี้ให้กลายเป็นจักรกล รูปแบบใหม่ที่เรียกกันว่า “ชีวยนต์” (Biobot)

ในปี 2016 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ในสหรัฐอเมริกาได้นำเสนอผลงานซึ่งเป็นที่สนใจของทั่วโลก ด้วยการเปิดตัวชีวยนต์ที่มีรูปร่างคล้ายปลากระเบน หุ่นยนต์ที่มีความกว้าง 1 เซนติเมตรครึ่ง ตัวนี้สร้างขึ้นจากยางซิลิโคน และเซลล์หัวใจของหนูซึ่งทำให้ปลากระเบนตัวนี้ว่ายน้ำได้ เมื่อเซลล์เกิดการหดตัว หุ่นยนต์ปลากระเบนเป็นเพียงหุ่นยนต์ ตัวเดียวในบรรดาไซบอร์กหน้าตาแปลกประหลาดที่สร้างขึ้น ด้วยความก้าวหน้าของวิทยาการหุ่นยนต์สาขาใหม่ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตสามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระและมีประสิทธิภาพมากกว่าหุ่นยนต์ การนำเอาเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตมาผนวกเข้ากับวัสดุสังเคราะห์จึงทำให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนาการขยับตัวของหุ่นยนต์ให้เคลื่อนที่ได้ดียิ่งขึ้น กล้ามเนื้อของชีวยนต์ทำงานได้อย่างดีเยี่ยมเมื่อเทียบกับน้ำหนักของมันและมีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กับหุ่นยนต์แบบปกติเสียอีก

หุ่นยนต์ที่มีหัวใจเต้นเป็นจังหวะ พัฒนาการของชีวยนต์เกิดขึ้นได้ด้วยปัจจัยหนุน 2 ประการ ได้แก่ เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ และเทคโนโลยีการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อ เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ช่วยให้การประดิษฐ์ชิ้นส่วนต่างๆ ของจักรกลขนาดเล็กเป็นไปได้ง่ายและมีค่าใช้จ่ายไม่สูงนัก นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง ในการสร้างหุ่นยนต์ต้นแบบและนำไปทดสอบ ในห้องปฏิบัติการได้ทันที ในส่วนของเทคโนโลยี การเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อก็เป็นงานวิจัยสาขาใหม่ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์แยกเนื้อเยื่อไปเพาะเลี้ยง รวมถึงการปรับแต่งพันธุกรรมเซลล์เพื่อให้เจริญไปเป็นอวัยวะหรือนำไปสร้างเป็นหุ่นยนต์ขึ้นมา ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อนักวิทยาศาสตร์เติมยีนพิเศษเข้าไปในเซลล์ เซลล์นั้นก็จะมีคุณสมบัติบางอย่างที่เปลี่ยนไป และอาจมีคุณสมบัติในการไวต่อแสงซึ่งนำไปประยุกต์เป็นกลไกสำหรับควบคุมชีวยนต์ได้

เซลล์หัวใจของหนูเป็นเนื้อเยื่อชนิดหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์นิยมนำมาใช้ในการสร้างชีวยนต์ เนื่องจากกล้ามเนื้อหัวใจมีความยืดหยุ่นจนเหมาะจะนำไปใช้เพื่อให้เกิดการยืดหดซึ่งช่วยให้หุ่นยนต์ว่ายน้ำหรือคลานได้ นักวิทยาศาสตร์ยังหวังว่า วันหนึ่งพวกเขาจะสร้างหัวใจเทียมและอวัยวะอื่นๆ ขึ้นมาได้โดยอาศัยองค์ความรู้จากหุ่นไซบอร์กขนาดเล็กเหล่านี้

ถึงตอนนี้ ชีวยนต์ยังมีรูปแบบที่เรียบง่ายและต้องแช่อยู่ในของเหลวที่ประกอบไปด้วยสารอาหารพิเศษภายในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แต่มันต้องใช้งานจริงได้แน่ๆ ไม่วันใดก็วันหนึ่ง

พวกมันอาจมีขนาดใหญ่จนนำไปใช้ในภารกิจกู้ภัยหรือในสนามรบได้ บางตัวอาจมีขนาดเล็กมากจนสามารถมุดเข้าไปในเส้นเลือดและเคลื่อนที่ไปทั่วร่างกายมนุษย์เพื่อจัดการกับเนื้องอกหรือนำส่งยาไปยังจุดหมายปลายทางเฉพาะได้ นักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มกำลังอยู่ในระหว่างพัฒนาชีวยนต์ที่สร้างขึ้นจากส่วนประกอบจากธรรมชาติล้วนๆ โดยไม่มีชิ้นส่วนสังเคราะห์อื่นเลย

หุ่นยนต์ชนิดนี้จะมีลำตัวที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นกว่าหุ่นยนต์ที่มีชิ้นส่วนกลไกเป็นองค์ประกอบ ข้อดีของหุ่นยนต์ชีวภาพ คือ เราสามารถปล่อยมันลงสู่มหาสมุทร เพื่อใช้แก้ปัญหามลพิษตลอดจนใช้ในภารกิจค้นหาต่างๆ ได้ เมื่อเสร็จสิ้นภารกิจแล้ว พวกมันก็จะดำดิ่งลงไปสู่ก้นทะเลโดยไม่ทิ้งซากโลหะหรือแบตเตอรี่ที่เต็มไปด้วยสารเคมีเอาไว้ เพราะสิ่งมีชีวิตที่มนุษย์สร้างขึ้นนี้จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศในที่สุด

สมองเทียมเปลี่ยนตั๊กแตน ให้เป็นสุนัขดมกลิ่นองค์ประกอบทางชีวภาพ : ตั๊กแตนลาย (locust)

ขนาด : 5 เซนติเมตร

จะเสียเวลาออกแบบไปทำไมเมื่อธรรมชาติมีทางออกไว้ให้เราแล้ว นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในเมืองเซนต์หลุยส์ สหรัฐอเมริกา นึกถึงขณะที่กำลังเตรียมการ เพื่อพัฒนาหุ่นยนต์บินได้ที่มีจมูกพิเศษสำหรับตรวจหาวัตถุระเบิด ตั๊กแตนลายมีประสาทสัมผัส ในการดมกลิ่นที่ดีเยี่ยมโดยไม่มีเซ็นเซอร์ตัวใดเทียบชั้นได้ ด้วยเหตุนี้ แทนที่นักวิทยาศาสตร์จะเริ่มต้นออกแบบหุ่นยนต์เองตั้งแต่แรก

พวกเขากลับเลือกที่จะ “พัฒนา” ตั๊กแตนให้กลายเป็นหุ่นยนต์แทน งานวิจัยชิ้นนี้ยังไม่เสร็จเรียบร้อยดีแต่นักวิทยาศาสตร์ก็วางแผนที่จะฝังเซ็นเซอร์เข้าไปในสมองของแมลงตัวนี้เพื่อให้มันส่งสัญญาณออกมาเมื่อตรวจพบวัตถุระเบิด ตัวถ่ายทอดสัญญาณที่อยู่บนหลังของตั๊กแตนจะส่งสัญญาณออกมายังเครื่องรับซึ่งแสดงผลด้วยดวงไฟสีเขียว หากมันได้กลิ่นของระเบิด ประสาทรับกลิ่นของตั๊กแตนอยู่ที่หนวดของมัน ซึ่งประกอบด้วยปลายประสาทรับกลิ่นนับพันหน่วย