การออกแบบไมโครโฟนที่ได้แรงบันดาลใจจากการพิมพ์ 3 มิติโดยอิงจากหูผีเสื้อกลางคืน

การออกแบบไมโครโฟนที่ได้แรงบันดาลใจจากการพิมพ์ 3 มิติโดยอิงจากหูผีเสื้อกลางคืน

ประทับเวลา: 24 พฤษภาคม 2023 10:00 น
โหนดต้นทาง: 2675557

หากวิวัฒนาการหลายล้านปีเป็นผลดีต่อสิ่งใดสิ่งหนึ่ง ก็ต้องพัฒนาโครงสร้างระดับจุลภาคที่ทำหน้าที่อันน่าประหลาดใจ เช่น ชีววิทยาอันน่าอัศจรรย์ของแมลง หนึ่งในโครงสร้างเหล่านี้คือหูของมอดขี้ผึ้งน้อยกว่า (อโครเอีย กริเซลลา) ซึ่งพฤติกรรมการผสมพันธุ์เกี่ยวข้องกับการเรียกการผสมพันธุ์แบบอัลตราโซนิก สิ่งเหล่านี้สามารถดึงดูดค้างคาวที่ตามล่าพวกมัน ส่งผลให้ผีเสื้อกลางคืนเหล่านี้มีการพัฒนาการได้ยินแบบกำหนดทิศทาง ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถระบุคู่ครองได้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเสียงเรียกของค้างคาวด้วย

สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดคือผีเสื้อกลางคืนเหล่านี้ซึ่งมีชีวิตอยู่เพียงประมาณหนึ่งสัปดาห์ในฐานะผู้ใหญ่สามารถแสดงความสามารถทางการได้ยินได้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเราต้องการไมโครโฟนทั้งหมดเพื่อดำเนินการ พร้อมกับการประมวลผลเสียงจำนวนมาก กุญแจสำคัญที่ช่วยให้ผีเสื้อกลางคืนเหล่านี้สามารถแสดงความสามารถเหล่านี้ได้อยู่ที่แก้วหูหรือแก้วหู แทนที่จะเป็นพื้นผิวที่เรียบและตึงเหมือนกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สิ่งเหล่านี้มีโครงสร้าง 3 มิติที่ซับซ้อนพร้อมกับรูพรุนที่ดูเหมือนจะทำหน้าที่ประมวลผลทิศทางเป็นส่วนใหญ่ และนี่คือสิ่งที่นักวิจัยได้ทำ พยายามที่จะทำซ้ำ มาระยะหนึ่งแล้ว รวมทั้งทีมนักวิจัยจาก University of Strathclyde

ในการสร้างแก้วหูเทียมเหล่านี้ นักวิจัยได้ใช้ไฮโดรเจลที่มีความยืดหยุ่น พร้อมด้วยวัสดุเพียโซอิเล็กทริกที่จะแปลงพลังงานเสียงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับร่องรอยทางไฟฟ้า คุณลักษณะ 3 มิติถูกพิมพ์บนสิ่งนี้ ผสมกับเมทานอลที่ก่อตัวเป็นหยดภายในเรซินที่บ่ม ก่อนที่จะถูกไล่ออกและออกจากรูพรุนที่ต้องการ ข้อจำกัดประการหนึ่งคือเครื่องพิมพ์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีความละเอียดจำกัดประมาณ 200 ไมโครเมตร ซึ่งไม่ครอบคลุมลักษณะทั้งหมดของแก้วหูของแมลง

สมมติว่าสิ่งนี้สามารถใช้งานได้ มันสามารถนำไปใช้กับทุกสิ่งตั้งแต่ประสาทหูเทียมไปจนถึงที่อื่น ๆ ที่มีการประมวลผลเสียงจำนวนมากซึ่งจำเป็นต้องลดขนาด

(ภาพหัวเรื่อง: การทำแผนที่การเคลื่อนตัวของเยื่อแก้วหูของผีเสื้อกลางคืน (Achroia grisella) (เครดิต: Andrew Reid)

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก แฮ็ควัน