นักวิจัยในจีนได้สร้างหุ่นยนต์ที่อ่อนนุ่มและขับเคลื่อนด้วยตนเองซึ่งสามารถว่ายน้ำได้ในบริเวณที่ลึกที่สุดของมหาสมุทรโลก ทีมงานที่นำโดย Guorui Li จากมหาวิทยาลัย Zhejiang ได้รับแรงบันดาลใจจากปลาเฮดัลฟิช ได้ออกแบบอุปกรณ์ให้มีลักษณะเป็นครีบกระพือ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบกระจายศูนย์ที่ห่อหุ้มร่างกายซิลิโคนที่เปลี่ยนรูปได้
หลังจากประสบความสำเร็จในการแสดงการออกแบบ
ในร่องลึกบาดาลมาเรียนา นวัตกรรมของพวกเขาอาจนำไปสู่วิธีการใหม่ๆ ในการสำรวจพื้นที่ห่างไกลบางส่วนของมหาสมุทรขอบเขตของการสำรวจของมนุษย์ได้ขยายไปถึงแม้กระทั่งสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยมากที่สุดบนบก แต่บริเวณที่ลึกที่สุดของมหาสมุทรของโลกนั้นแทบจะไม่มีการสำรวจเลย ที่ระดับความลึกต่ำกว่า 3000 เมตร แรงกดดันที่รุนแรงจากเรือสำรวจทำให้ยากต่อการออกแบบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ทนทานซึ่งจำเป็นสำหรับการจ่ายไฟ การควบคุม และแรงขับบนเครื่องบิน หากส่วนประกอบเหล่านี้ประกอบเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาบนแผงวงจรแข็ง แรงเฉือนที่เกิดจากแรงดันอาจทำให้ส่วนประกอบล้มเหลวที่ส่วนต่อประสาน
เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ นักวิจัยแสวงหาแรงบันดาลใจจากสิ่งมีชีวิตมากมายที่เจริญเติบโตในระดับความลึกดังกล่าว ในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Li ได้พิจารณาปลาหอยทาก Hadal ซึ่งเพิ่งถูกค้นพบที่ระดับความลึกมากกว่า 8000 เมตรในมหาสมุทรแปซิฟิก สัตว์ประหลาดเหล่านี้มีคุณสมบัติหลายอย่างที่ทำให้พวกมันปรับตัวได้และคล่องตัวแม้ในสภาวะกดดันที่รุนแรง: รวมถึงกระโหลกศีรษะที่บิดเบี้ยวและบิดเบี้ยวได้สูง และครีบครีบอกกระพือปีก
กระจายอำนาจอิเล็กทรอนิกส์โดยเลียนแบบคุณลักษณะเหล่านี้ นักวิจัยได้ออกแบบระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทนต่อแรงกด ซึ่งสามารถหุ้มด้วยซิลิโคนอ่อนนุ่มได้อย่างเต็มที่ เช่นเดียวกับกระโหลกศีรษะของหอยทาก ทีมงานได้กระจายส่วนประกอบของระบบนี้ ไม่ว่าจะโดยการเพิ่มระยะห่างระหว่างส่วนประกอบต่างๆ หรือโดยการแยกส่วนประกอบออกเป็นแผงวงจรขนาดเล็กหลายแผ่น ซึ่งช่วยให้สามารถลดแรงเฉือนสูงสุดที่ส่วนต่อประสานส่วนประกอบได้ 17% ทำให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นเมื่อรับแรงกดที่รุนแรง
เพื่อเลียนแบบครีบกระพือเหมือนนกของหอยทาก
Li และเพื่อนร่วมงานได้ออกแบบกล้ามเนื้อเทียมโดยใช้อิลาสโตเมอร์อิเล็กทริก: วัสดุคล้ายยางที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นงานกล ด้วยการประกบอิเล็กโทรดที่เข้ากันได้ระหว่างเมมเบรนอิลาสโตเมอร์อิเล็กทริกสองแผ่น นักวิจัยสามารถสร้างการกระพือปีกในฟิล์มซิลิโคนสองแผ่น ซึ่งพวกเขารองรับโดยใช้โครงยางยืด
พบกับผู้พิทักษ์มหาสมุทรคนใหม่ – แมงกะพรุนหุ่นยนต์
ทีมของ Li ได้ทดสอบประสิทธิภาพของหุ่นยนต์ของพวกเขาที่ก้นร่องลึกบาดาลมาเรียนา ซึ่งอยู่ใต้พื้นผิวมหาสมุทรประมาณ 10,900 เมตร อุปกรณ์ของพวกเขาใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในตัว และติดตั้งเครื่องขยายสัญญาณไฟฟ้าแรงสูง กล้องวิดีโอ และไฟ LED แม้จะอยู่ภายใต้ความกดดันที่มากกว่า 1,000 บรรยากาศ มันก็ยังคงเคลื่อนไหวกระพือปีกเป็นเวลา 45 นาที การทดสอบเพิ่มเติมในทะเลจีนใต้ (ดูวิดีโอ) ควบคู่ไปกับการทดลองในห้องความดัน แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์สามารถว่ายน้ำได้อย่างอิสระและยืดหยุ่นด้วยความเร็วเกิน 5 ซม./วินาที
Li และเพื่อนร่วมงานหวังว่าการออกแบบของพวกเขาจะสามารถขยายออกไปได้ เพื่อให้ทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งรวมถึงการตรวจจับและการสื่อสาร ตอนนี้พวกเขาจะมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวัสดุและโครงสร้างใหม่เพื่อเพิ่มความฉลาด ความเก่งกาจ และประสิทธิภาพของหุ่นยนต์นุ่ม – ปรับปรุงความสามารถในการทำงานในสภาวะที่รุนแรง
Sarosiek เป็นส่วนหนึ่งของทีมสหวิทยาการที่กำลังพัฒนาและกำหนดลักษณะระบบการถ่ายภาพรังสีโปรตอนต้นแบบที่ไม่เพียงแต่ปรับปรุงวิธีการที่ใช้ในปัจจุบัน แต่ยังอาจช่วยนักวิทยาศาสตร์และแพทย์จัดการกับความท้าทายอื่นๆ เหล่านี้ด้วย
นักฟิสิกส์ทางการแพทย์สามารถตรวจสอบ
ช่วงโปรตอนในร่างกายโดยใช้โพรบช่วงซึ่งทำงานโดยส่งลำดินสอโปรตอนพลังงานสูงขนาดต่ำ (ลำแสงที่บางมาก) ผ่านผู้ป่วยและเปรียบเทียบอินทิกรัลของแบรกก์พีคที่วัดได้กับค่าจาก CT การวางแผน แต่เครื่องวัดระยะมีจำกัด เนื่องจากไม่ได้ให้ข้อมูลเชิงพื้นที่ใดๆ และไม่สามารถปรับปรุงการจัดตำแหน่งของผู้ป่วยได้
ในทางกลับกัน การถ่ายภาพรังสีของโปรตอนทำงานโดยส่งโปรตอนที่มีพลังงานสูงมากแต่ความเข้มต่ำผ่านตัวผู้ป่วย แล้วสร้างภาพขึ้นใหม่ตามข้อมูลที่ได้ ซึ่งแสดงถึงความหนาเทียบเท่าน้ำแบบพิกเซลต่อพิกเซล โดยพื้นฐานแล้ว โปรตอนจะเดินทางได้ไกลแค่ไหนหากอยู่ในน้ำ แหล่งที่มาของความคมชัดของภาพในการถ่ายภาพรังสีโปรตอนคือการสูญเสียพลังงานของโปรตอนที่ส่งผ่าน (พลังการหยุดโปรตอนในตัวผู้ป่วย)
“เราได้รับภาพของพลังงานที่บูรณาการผ่านตัวผู้ป่วยทั้งหมด” สโรซีกกล่าว “ถ้ากายวิภาคศาสตร์เปลี่ยนแปลงหรือความหนาแน่นของ [อิเล็กตรอน] เปลี่ยนไปในทางของเนื้องอก เราจะเห็นว่าสิ่งนี้ปรากฏเป็นความแตกต่างในการรวมตัวทั้งหมดของผู้ป่วย”
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ภาพรังสีโปรตอนจะบอกนักฟิสิกส์ทางการแพทย์หรือแพทย์ว่า มีความแตกต่างจากที่วางแผนไว้หรือไม่ “ภาพรังสีโปรตอนสามารถเตือนเราถึงความคลาดเคลื่อนของระยะในระนาบตั้งฉากกับลำแสงได้ แต่ภาพรังสีโปรตอนเดียวไม่สามารถแจ้งให้เราทราบได้อย่างแม่นยำว่าที่ใดตามเส้นทางของลำแสง .
คุณภาพของภาพเพียงพอสำหรับการตรวจสอบช่วงก่อนการรักษา
Sarosiek และทีมได้แสดงลักษณะระบบการถ่ายภาพรังสีโปรตอนต้นแบบโดยใช้ภาพหลอนที่แตกต่างกันหลายแบบ พวกเขาตีพิมพ์ผลการศึกษาเหล่านี้ในMedical Physics
ระบบการถ่ายภาพรังสีโปรตอนและอัลกอริธึมการสร้างใหม่ของทีมสร้างภาพที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่และคุณภาพของภาพสูงเพียงพอ เพื่อช่วยจัดตำแหน่งผู้ป่วยให้ดีขึ้นก่อนเริ่มการบำบัดด้วยโปรตอน
Credit : iranwebshop.info ispycameltoes.info italiapandorashop.net jpjpwallet.net l3paperhanging.org
