Robot 'lỏng' độc đáo có khả năng tự phân rã và khôi phục lại kích thước ban đầu

(Tổ Quốc) - Tự phân rã và tự tái hợp, loại robot này không còn chỉ là hư cấu mà đã trở thành hiện thực.

Trong lĩnh vực y học, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng phương pháp điều trị bằng thuốc thường không hiệu quả đối với các tế bào nhỏ tại những khu vực đặc biệt trong cơ thể. Họ mong muốn có một công cụ, một loại robot có thể di chuyển trong cơ thể người để giao thuốc tới các tế bào cụ thể.

Tuy nhiên, vì các vùng khác nhau trong cơ thể người không đồng nhất về kích thước, nên có nguy cơ robot bị kẹt trong lúc di chuyển. Trong tình huống đó, robot sẽ không thể phân phối thuốc hoặc thậm chí gây ra các biến chứng nguy hiểm.

Robot độc đáo này

Nhưng liệu điều gì sẽ xảy ra nếu một loại robot chất lỏng có khả năng tự phân rã thành các đơn vị nhỏ để đi qua những không gian hẹp trong cơ thể người, và sau đó tự lắp ráp lại khi gặp không gian đủ rộng?

Điều này sẽ giúp robot không bao giờ bị kẹt, và ngạc nhiên thay, một nhóm nhà nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra một loại robot mềm dẻo và linh hoạt như vậy.

Được gọi là robot SMFR Ferrofluidic thu nhỏ có khả năng tự điều chỉnh lại theo quy mô SMFR, điểm đặc biệt là có thể điều khiển bằng nam châm.

Nhóm phát triển SMFR gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Soochow (Đài Loan), Học viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân (Trung Quốc) và Viện nghiên cứu hệ thống thông minh Max Planck (Đức).

Robot mềm của họ được tạo ra từ Ferrofluid dầu, chứa các hạt nano oxit sắt ngâm trong dầu hydrocacbon. Ferrofluid phản ứng với nam châm và từ trường giống như sắt rắn.

Với Ferrofluid dễ kiểm soát và độ linh hoạt cao, chuyển động nhanh, chúng được ưa chuộng để tạo ra các loại robot mềm có khả năng thay đổi hình dạng. Các nhà khoa học Hàn Quốc đã tạo ra robot mềm Ferrofluid theo bản chất của amip năm 2015. Đại học Bang Arizona đã phát triển robot thay đổi hình dạng nhỏ gọn vào năm 2021 bằng cách sử dụng Ferrofluid.

Vào tháng 3 vừa qua, các nhà khoa học tại Đại học Hồng Kông Trung Quốc (CUHK) đã tạo ra một robot độc đáo hoàn toàn từ chất nhờn từ tính, chứa hàn the, chất tẩy rửa và nam châm. Theo các nhà phát minh, robot Ferrofluid này vượt trội trong việc điều hướng qua các không gian nhỏ. Tuy nhiên, khả năng tự phân rã của robot thành các đơn vị nhỏ như SMFR là một bước tiến đáng kể.

Bí mật đằng sau robot chất lỏng

Các hạt Ferrofluid tạo nên một loại robot chất lỏng như SFMR được kết nối linh hoạt với nhau. Sự kết nối linh hoạt này cho phép robot dễ dàng di chuyển qua các khu vực hẹp, điều chỉnh hình dạng, thậm chí phân rã và tái hợp dưới tác động của từ trường. Từ bên ngoài cơ thể con người, người điều khiển có thể dễ dàng điều chỉnh robot bằng cách tăng hoặc giảm từ trường.

Trong quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học đã chứng minh những khả năng này của SFMR bằng cách thử nghiệm nó trong một mô phỏng mê cung.

Mê cung bao gồm những đoạn đường rối ren và phức tạp, những khúc cua khó khăn và những chướng ngại vật. Tuy nhiên, cuối cùng robot đã vượt qua mê cung bằng cách thay đổi hình dạng, thu nhỏ, kéo dài, phân rã và tái hợp lại theo yêu cầu trên đường đi. Sử dụng nhiều luồng từ trường, các nhà nghiên cứu có thể phân chia SFMR thành các đơn vị mong muốn, sau đó tập hợp chúng một lần nữa khi cần và dễ dàng kiểm soát tất cả các chức năng khác của nó.

Các nhà nghiên cứu tin rằng SFMR thể hiện sự kết hợp độc đáo của các khả năng như dễ biến dạng, dễ cấu hình lại quy mô và chuyển động nhanh. Những đặc tính như vậy có thể biến loại robot này thành một công nghệ tuyệt vời cho các lĩnh vực liên quan đến y học và lắp ráp vi mô.