Buzz
Chúng có khả năng di chuyển, cảm nhận nhiệt độ và hoạt động liên tục trong nhiều tháng nhờ năng lượng ánh sáng, mở ra triển vọng cách mạng trong y học và công nghệ nano.
Một bước tiến đáng kinh ngạc trong thế giới vi mô đã được xác lập khi các nhà nghiên cứu từ Đại học Pennsylvania và Đại học Michigan công bố robot tự hành nhỏ nhất thế giới. Với kích thước chỉ 0,2 x 0,3 x 0,05 mm – tương đương với một sinh vật đơn bào và gần như vô hình trước mắt thường – những cỗ máy này đang xóa nhòa ranh giới giữa công nghệ và sinh học.
Cơ chế hoạt động phi thường trong thế giới 'siêu nhỏ'
Việc tạo ra robot ở quy mô vi mô là một thách thức lớn vì các định lý vật lý hoạt động hoàn toàn khác biệt; tại kích thước này, nước trở nên đặc quánh như xi-rô đối với các vật thể chuyển động. Để vượt qua trở ngại đó, nhóm nghiên cứu đã loại bỏ hoàn toàn các bộ phận chuyển động cơ học như chân vịt hay khớp nối.
Thay vào đó, các robot này sử dụng một phương pháp tinh tế: chúng tạo ra điện trường để tác động lên các ion trong chất lỏng xung quanh, từ đó tạo ra lực đẩy giúp chúng di chuyển. Thiết kế không ma sát này giúp các robot đạt được độ bền ấn tượng, cho phép chúng bơi lội trong suốt nhiều tháng mà không bị hỏng hóc.
Bộ não siêu việt tiêu thụ năng lượng cực thấp
Điểm đột phá của phát minh này chính là sự kết hợp hoàn hảo giữa cơ khí và điện toán. Trong khi Đại học Pennsylvania đảm nhận cơ chế vận động, Đại học Michigan đã cung cấp "bộ não" cho robot: một vi xử lý siêu nhỏ chỉ tiêu thụ 75 nanowatt điện năng – thấp hơn 100.000 lần so với một chiếc đồng hồ thông minh.
Nguồn năng lượng của robot đến từ ánh sáng. Bề mặt của chúng được phủ bởi các tế bào quang điện, không chỉ thu năng lượng mà còn tiếp nhận thông tin lập trình. Mỗi robot có một mã định danh riêng, giúp các nhà khoa học gửi mệnh lệnh cụ thể đến từng cá thể trong một quần thể lớn.
Từ hành vi bầy đàn đến ứng dụng thực tiễn
Không chỉ đơn thuần di chuyển, những robot này còn thể hiện khả năng "tư duy" cơ bản. Chúng được trang bị cảm biến nhiệt độ với độ nhạy cao, có thể nhận biết sự thay đổi chỉ 1/3 độ C. Khi môi trường thay đổi, chúng tự động di chuyển về vùng ấm hơn hoặc thực hiện hành động lắc lư – giống như "điệu nhảy" của loài ong – để báo hiệu. Chúng còn có thể di chuyển theo nhóm, hoạt động đồng bộ như một đàn cá.
Với chi phí sản xuất chỉ khoảng một xu cho mỗi đơn vị, công nghệ này mang đến tiềm năng ứng dụng vô cùng lớn. Marc Miskin, phó giáo sư tại Penn, cho biết đây mới chỉ là bước đầu. Trong tương lai, những robot này có thể được trang bị thêm nhiều cảm biến phức tạp để thâm nhập vào các môi trường khắc nghiệt, thực hiện các nhiệm vụ y học chính xác trong cơ thể người hoặc tham gia vào quy trình sản xuất vi mô mà con người chưa từng tiếp cận.
