Buzz
Trong khoảng một năm rưỡi, các chuyên gia tại Trường Đại học Northwestern ở Evanston, tiểu bang Illinois (Hoa Kỳ) đã sáng chế ra robot di chuyển bộ nhỏ nhất trên thế giới.
Robot siêu nhỏ này di chuyển bằng sự hỗ trợ của tia laser.
Robot hình con cua nhỏ hơn cả một con bọ chét này vô cùng linh hoạt, có khả năng uốn cong, xoắn, bò, đi, quay và thậm chí là nhảy. Một nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science Robotics và mở ra nhiều cơ hội ứng dụng hữu ích trong tương lai.
Thu nhận cảm hứng từ sách tranh động của trẻ em
Giáo sư John A.Rogers, người dẫn đầu dự án nghiên cứu, cho biết robot là một lĩnh vực hấp dẫn để nghiên cứu và sự phát triển của robot với kích thước siêu nhỏ (microrobot) là một chủ đề thú vị để khám phá.
Theo người đứng đầu về lý thuyết của dự án, giáo sư Yonggang Huang, họ đã sử dụng công nghệ để kiểm soát nhiều phương thức di chuyển của robot siêu nhỏ này. Tuy nhiên, robot này di chuyển chậm hơn nhiều so với một con bọ chét và mỗi giây chỉ đi được một nửa chiều dài của bản thân.
Theo ông Yonggang Huang, việc đạt được khả năng như vậy trong một robot di chuyển siêu nhỏ là một thách thức đáng kể. Nhưng hiện tại, họ đã có thể sản xuất ra robot có khả năng di chuyển theo bất kỳ kích thước hoặc hình dạng 3D nào.
Để tạo ra một sinh vật nhỏ với chiều rộng chỉ nửa milimet như vậy, ông Rogers và Huang đã áp dụng một phương pháp mà họ đã giới thiệu cách đây 8 năm. Đó là phương pháp lắp ráp lấy cảm hứng từ cuốn sách tranh động của trẻ em.
Ban đầu, nhóm nghiên cứu đã xây dựng phiên bản ban đầu của cấu trúc cua đi bộ ở dạng hình học phẳng. Sau đó, họ gắn cấu trúc này vào một nền cao su có khả năng kéo căng. Khi lớp nền được thả lỏng, một quá trình biến đổi được kiểm soát diễn ra, khiến con cua chuyển từ hình học phẳng sang dạng 3D một cách chính xác.
Không sử dụng động cơ
Robot hình con cua này nhỏ hơn độ dày của một đồng xu.
Robot siêu nhỏ hình con cua này, nhỏ hơn cả đồng xu, không hoạt động bằng phần cứng phức tạp, thủy lực hoặc điện. Thay vào đó, sức mạnh của nó nằm ở khả năng linh hoạt của cơ thể.
Các nhà khoa học sử dụng vật liệu 'hợp kim nhớ hình' có khả năng ghi nhớ hình dạng ban đầu để có thể biến đổi thành hình dạng 'ghi nhớ' khi được tác động nhiệt.
Trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu sử dụng một chuỗi tia laser chiếu vào để nhanh chóng làm nóng robot tại các vị trí cụ thể trên cơ thể chúng.
Một lớp phủ thủy tinh mỏng có khả năng đàn hồi sẽ giúp bộ phận của con robot trở lại hình dạng ban đầu khi được làm lạnh. Các chân của robot có thể được uốn cong để nó có thể đứng lên. Nó sẽ giữ đứng trên chân của mình cho đến khi nhiệt độ khiến nó bắt đầu di chuyển.
Khi robot chuyển từ trạng thái chuyển động này sang trạng thái chuyển động khác, nghĩa là biến thành hình dạng đã ghi nhớ và lặp lại, nó tạo ra sự di chuyển.
Tia laser được sử dụng để truyền nhiệt vào các vùng khác nhau của robot giúp nó di chuyển. Loại tia này không chỉ điều khiển từ xa để kích hoạt robot mà còn xác định hướng di chuyển của nó. Ví dụ, quét tia laser từ trái sang phải sẽ khiến robot di chuyển theo.
Ông Rogers giải thích rằng, vì các cấu trúc này rất nhỏ nên tốc độ làm lạnh rất nhanh. Điều này khiến robot phản ứng một cách nhanh chóng ngay cả với tốc độ lên đến 10 chu kỳ mỗi giây. Trong khi đó, việc giảm kích thước của những robot này cho phép chúng di chuyển nhanh hơn.
Tương lai của công nghệ
Những con robot nhỏ bé được chế tạo bằng kỹ thuật lấy cảm hứng từ những cuốn sách tranh động của trẻ em.
Với phương pháp này, đội ngũ các nhà khoa học tại Đại học Northwestern đã phát triển ra các robot với đa dạng hình dạng và kích thước. Trong quá trình sản xuất, họ đã kêu gọi sinh viên ở nhiều cấp độ tham gia.
Những ý tưởng đã được kết hợp để tạo ra các robot với hình dạng của các loài động vật. Một số sinh viên được tạo ra robot hình con cua với khả năng xoắn, lật và nhảy, được lấy cảm hứng từ chuyển động bò ngang của con cua.
'Với những kỹ thuật lắp ráp và vật liệu mới này, chúng tôi có thể sản xuất robot biết đi với hầu hết mọi kích thước hoặc hình dạng 3D. Tuy nhiên, sinh viên đặc biệt ưa thích chuyển động bò ngang của những con cua nhỏ. Đó thực sự là một ý tưởng rất độc đáo.'
Bạn có thể tưởng tượng, robot siêu nhỏ có thể được sử dụng trong việc sửa chữa hoặc lắp ráp các cấu trúc hoặc máy móc nhỏ trong ngành công nghiệp, hoặc trở thành trợ lý phẫu thuật để thông các động mạch bị tắc, cầm máu bên trong cơ thể hoặc loại bỏ các khối u ung thư - tất cả đều bằng các phương pháp xâm lấn tối thiểu', theo ông John A.Rogers.
Tháng 9 năm trước, nhóm kỹ sư này cũng giới thiệu một vi mạch có cánh là cấu trúc bay nhỏ nhất được con người tạo ra. Các nhà nghiên cứu cũng đã phát triển các robot với kích thước nhỏ đến mức giống với sâu đo, dế và bọ cánh cứng.
Mặc dù nghiên cứu hiện tại vẫn là về mục đích nghiên cứu và tạo ra, các nhà khoa học tin rằng công nghệ của họ có thể đưa lĩnh vực này gần hơn với việc tạo ra các robot siêu nhỏ, có khả năng thực hiện các nhiệm vụ trong không gian hạn chế.
