จีนพัฒนา E-skin ใหม่ ชูจุดเด่นทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมเย็นจัด ตอบโจทย์ภารกิจสำรวจขั้วโลก

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทียนจินของจีนได้พัฒนาผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ (E-skin) รูปแบบใหม่สำหรับมือหุ่นยนต์ ซึ่งสามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่เย็นจัดถึงอุณหภูมิต่ำสุดถึงลบ 78 องศาเซลเซียส นวัตกรรมนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการสำรวจขั้วโลกของรัฐบาลแผ่นดินใหญ่

Zhang Lei และ Yang Jing ซึ่งเป็นผู้นำทีมวิจัยจาก School of Chemical Engineering and Technology of the School of Chemical Engineering and Technology of the Journal of the American Chemical Society กล่าวว่าบทความเกี่ยวกับผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความยืดหยุ่นสูง สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ และมีความละเอียดอ่อน ได้รับการตีพิมพ์ใน Journal of the American Chemical Society มหาวิทยาลัยเทียนจิน

สำหรับนวัตกรรมผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ที่ทนต่ออุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษสามารถให้การตอบสนองทางการสัมผัสแก่ Polar Robot (หุ่นยนต์ที่มีแนวการเคลื่อนที่เป็นการหมุนสองจุด คือส่วนฐานและส่วนไหล่ของหุ่นยนต์ และส่วนมือจับสามารถยืดหดได้) ช่วยเพิ่มความสามารถในการสำรวจสภาพแวดล้อมขั้วโลก

หยางบอกกับสำนักข่าวซินหัวว่า ในช่วงต้นปี 2563 ทีมงานได้พัฒนาผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถรักษาตัวเองได้ในทุกสภาพอากาศ และเวอร์ชันใหม่นี้ ได้รับการอัปเกรดอย่างครอบคลุม

นักวิจัยระบุว่าผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่สามารถพันรอบฝ่ามือของหุ่นยนต์ได้ โดยตรวจจับแรงกดได้อย่างแม่นยำ สามารถจดจำรูปร่างของวัตถุและสัญลักษณ์เฉพาะภายใต้สภาวะที่หนาวเย็นสุดขั้วถึงลบ 78 องศาเซลเซียสได้แบบไม่สะทกสะท้าน

สำหรับฟังก์ชันการรักษาตัวเอง จะช่วยให้ความสามารถต่างๆ กลับคืนมาได้อย่างสมบูรณ์ หลังจากได้รับความเสียหายในสภาวะที่เย็นจัด จึงตอบโจทย์ภารกิจการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้วโลกได้ของจีนได้เป็นอย่างดี

“สำหรับความสำเร็จครั้งใหม่นี้ เราตั้งตารอที่จะมีโอกาสนำไปใช้ในวงกว้างมากขึ้น โดยเฉพาะในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้วโลกของจีน” หยางกล่าว

ก่อนหน้านี้เมื่อมกราคม 2567 นักวิจัยชาวจีนยังได้พัฒนาผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ (E-skin) ชนิดใหม่อีกชนิดหนึ่งที่มีคุณสมบัติเด่น “ควบคุมอุณหภูมิความร้อนได้ดีเยี่ยม”

โดยนักวิจัยจาก Southern University of Science and Technology” (SUSTech) เมืองเซินเจิ้น ประเทศจีน ได้พัฒนาผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ที่ควบคุมอุณหภูมิ (Thermo-E-Skin) ด้วยโครงสร้างการเลียนแบบทางชีวภาพ ซึ่งเลียนแบบกลไกการควบคุมอุณหภูมิของร่างกายมนุษย์โดยการรวมอุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกที่ยืดหยุ่นเข้ากับวัสดุคอมโพสิตไฮโดรเจล

ด้วยความสมดุลอันละเอียดอ่อนของการสร้างและการกระจายความร้อน Thermo-E-Skin สามารถรักษาอุณหภูมิพื้นผิวให้คงที่ที่ 35 องศาเซลเซียส ตลอดช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่หลากหลายตั้งแต่ 10 องศาเซลเซียส ถึง 45 องศาเซลเซียส

ท้้งนี้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ได้มีการวิจัยและพัฒนาผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์อย่างกว้างขวาง เพื่อให้มีการทำงานของระบบสัมผัสที่เหมือนกับมนุษย์ และสร้างการตอบสนองของระบบประสาทที่เสถียรโดยการเลียนแบบร่างกายมนุษย์ในระดับที่แตกต่างกัน ทำให้กลายเป็นส่วนประกอบในอุดมคติสำหรับหุ่นยนต์อัจฉริยะในอนาคต 

อย่างไรก็ตาม ฟังก์ชันการควบคุมอุณหภูมินั้นจำกัดอยู่เพียงการทำความร้อนหรือการทำความเย็นแบบธรรมดา ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถรักษาการควบคุมอุณหภูมิคงที่เป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้

การศึกษานี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nano Energy

สำหรับผิวหนังอิเล็กทรอนิกส์ (E-skin) หรือผิวหนังสังเคราะห์เป็นวัสดุอิเล็กทรอนิกส์บางๆ พัฒนาขึ้นจากความพยายามในการเลียนแบบศักยภาพของผิวหนังมนุษย์ E-skin เป็นเทคโนโลยีล้ำสมัยที่ส่วนใหญ่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ เช่น การตรวจจับและรับรู้กระบวนการสัญญาณชีวิตภายในในสิ่งมีชีวิต รวมถึงการเฝ้าสังเกตอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน เพื่อสำรวจแง่มุมต่างๆ ของ E-skin เพื่อสุขภาพที่ดี สามารถนำไปใช้กับอวัยวะเทียม หุ่นยนต์ อุปกรณ์สวมใส่ และระบบส่งยาผ่านผิวหนังได้

ทั้งนี้ จีนมีความมุ่งมั่นอย่างแรงกล้าในการสำรวจพื้นที่ขั้วโลก โดยเฉพาะอาร์กติกและแอนตาร์กติก เนื่องจากมีความสนใจเชิงกลยุทธ์ในด้านทรัพยากรธรรมชาติ อิทธิพลทางภูมิรัฐศาสตร์ และการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ 

การมีส่วนร่วมของจีนในอาร์กติกและแอนตาร์กติกได้รับแรงผลักดันจากความปรารถนาที่จะเข้าถึงทรัพยากรที่สำคัญ เช่น พลังงานและแร่ธาตุ ขยายอิทธิพลในภูมิภาค และดำเนินการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการสังเกตการณ์ทางนิเวศวิทยา

การสำรวจนี้สอดคล้องกับเป้าหมายระยะยาวของจีนในการเป็นผู้เล่นสำคัญในภารกิจสำรวจขั้วโลก และใช้ประโยชน์จากภูมิทัศน์ที่เปลี่ยนแปลง เพื่อความได้เปรียบทางเศรษฐกิจและตอกย้ำสถานะความเป็นผู้เล่นที่โดดเด่นของจีนในแวดวงเทคโนโลยีโลก

ที่มา :

• Chinese university develops super cold-resistant e-skin for polar exploration
• Chinese researchers develop e-skin with ‘excellent isothermal regulation’
• China Expands its Expeditions to the Arctic and Antarctic Regions