Robot tí hon đầu tiên trên thế giới chạy bằng... cồn

Với tham vọng phát triển những mẫu robot nhỏ bé có khả năng hoạt động trong môi trường mà con người không thể tiếp cận, các nhà khoa học đã tạo nên các phiên bản robot siêu nhỏ lấy cảm hứng từ côn trùng. Nhưng làm thế nào để cấp năng lượng và giữ cho chúng chuyển động trong thời gian dài là một thách thức lớn.Các nhà nghiên cứu tại Đại học South California với sáng chế robot siêu nhỏ hoạt động không cần pin đã giải quyết được vấn đề này. RoBeetle, lấy cảm hứng từ một loài bọ hổ ngoài thực tế, có kích thước nhỏ, chỉ nặng khoảng 88 milligram, dài vài centimet.Sự nhỏ gọn đã khiến RoBeetle nằm trong danh sách những robot cực nhỏ và có trọng lượng nhẹ nhất được ứng dụng trong đời sống hiện nay. Theo tạp chí khoa học Science, đây được xem là một trong những robot đầu tiên không dùng điện làm năng lượng.Câu hỏi làm thế nào để tích trữ và chuyển hóa năng lượng trong thiết kế robot nhỏ gọn đã khiến nhóm thiết kế nảy ra ý tưởng làm một hệ thống cơ nhân tạo, có thể co giãn hệt như cơ của người. Và do đó, robot tí hon này được cấp năng lượng bằng nhiên liệu lỏng methanol và sử dụng hệ cơ nhân tạo để bò, leo dốc và mang vác đồ vật trên lưng.Hệ cơ của robot được làm từ dây hợp kim niken-titan, còn được gọi là Nitinol, có đặc tính co lại khi bị nung nóng, trái ngược với hầu hết kim loại khác. Các sợi dây này được phủ một lớp bột bạch kim, đóng vai trò như chất xúc tác để đốt cháy hơi methanol bốc lên từ hộp chứa nhiên liệu lỏng.Khi dây cơ nóng và co lại, những van vi mạch nhỏ trong robot tự động đóng lại, ngừng quá trình đốt cháy, giúp sườn và các chi cử động. Ngược lại, khi dây cơ nguội và giãn ra, các van lại mở để đốt cháy nhiên liệu, bắt đầu một chu kỳ chuyển động mới cho đến khi hết nhiên liệu.Tiến sĩ Xiufeng Yang - từ Đại học Nam California, trưởng nhóm nghiên cứu - cho biết robot này có thể mang theo hàng hóa nặng gấp 2,6 lần trọng lượng của mình. Với bình nhiên liệu khoảng 95 milligram, RoBeetle có thể hoạt động trong 2 giờ.Các thử nghiệm cho thấy RoBeetle có thể di chuyển trên nhiều bề mặt khác nhau, leo dốc, bò trườn trên bề mặt đất, xi măng hay thủy tinh...Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh, robot tí hon đầu tiên chạy bằng cồn này hứa hẹn có thể ứng dụng trong nhiều mục đích khác nhau. Nó có thể được dùng kiểm tra chất lượng của các công trình, tìm kiếm cứu nạng trong các tình huống khẩn cấp, hỗ trợ cây cối thụ phấn nhân tạo.Tiến sĩ Ryan Truby - chuyên gia robot học tại Viện Nghiên cứu MIT - cho rằng RoBeetle là một cột mốc đáng ghi nhận của công nghệ sản xuất các robot cỡ nhỏ và siêu nhỏ: "RoBeetle sẽ thúc đẩy các thiết bị tân tiến cho robot trong tương lai".Trước đó, đã từng có nhiều phiên bản robot côn trùng được sáng tạo với các mục đích khác nhau. Năm 2019, RoboBee - chiếc máy cỡ nhỏ (chỉ ngang một chiếc kẹp giấy) chạy bằng pin năng lượng mặt trời với khả năng bay bằng cách vỗ cánh từng khiến giới khoa học công nghệ xôn xao.Tuy chưa thể có cùng khả năng giống con trùng, nhưng trong tương lai, nó có thể vượt qua những khả năng đó để thực hiện nhiệm vụ trong việc giám sát môi trường, hoặc bay trong những không phận nhạy cảm, hay ứng dụng trong y tế,...Robot tí hon đầu tiên chạy bằng cồn. | SCMP

Với tham vọng phát triển những mẫu robot nhỏ bé có khả năng hoạt động trong môi trường mà con người không thể tiếp cận, các nhà khoa học đã tạo nên các phiên bản robot siêu nhỏ lấy cảm hứng từ côn trùng. Nhưng làm thế nào để cấp năng lượng và giữ cho chúng chuyển động trong thời gian dài là một thách thức lớn.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học South California với sáng chế robot siêu nhỏ hoạt động không cần pin đã giải quyết được vấn đề này. RoBeetle, lấy cảm hứng từ một loài bọ hổ ngoài thực tế, có kích thước nhỏ, chỉ nặng khoảng 88 milligram, dài vài centimet.

Sự nhỏ gọn đã khiến RoBeetle nằm trong danh sách những robot cực nhỏ và có trọng lượng nhẹ nhất được ứng dụng trong đời sống hiện nay. Theo tạp chí khoa học Science, đây được xem là một trong những robot đầu tiên không dùng điện làm năng lượng.

Câu hỏi làm thế nào để tích trữ và chuyển hóa năng lượng trong thiết kế robot nhỏ gọn đã khiến nhóm thiết kế nảy ra ý tưởng làm một hệ thống cơ nhân tạo, có thể co giãn hệt như cơ của người. Và do đó, robot tí hon này được cấp năng lượng bằng nhiên liệu lỏng methanol và sử dụng hệ cơ nhân tạo để bò, leo dốc và mang vác đồ vật trên lưng.

Hệ cơ của robot được làm từ dây hợp kim niken-titan, còn được gọi là Nitinol, có đặc tính co lại khi bị nung nóng, trái ngược với hầu hết kim loại khác. Các sợi dây này được phủ một lớp bột bạch kim, đóng vai trò như chất xúc tác để đốt cháy hơi methanol bốc lên từ hộp chứa nhiên liệu lỏng.

Khi dây cơ nóng và co lại, những van vi mạch nhỏ trong robot tự động đóng lại, ngừng quá trình đốt cháy, giúp sườn và các chi cử động. Ngược lại, khi dây cơ nguội và giãn ra, các van lại mở để đốt cháy nhiên liệu, bắt đầu một chu kỳ chuyển động mới cho đến khi hết nhiên liệu.

Tiến sĩ Xiufeng Yang - từ Đại học Nam California, trưởng nhóm nghiên cứu - cho biết robot này có thể mang theo hàng hóa nặng gấp 2,6 lần trọng lượng của mình. Với bình nhiên liệu khoảng 95 milligram, RoBeetle có thể hoạt động trong 2 giờ.

Các thử nghiệm cho thấy RoBeetle có thể di chuyển trên nhiều bề mặt khác nhau, leo dốc, bò trườn trên bề mặt đất, xi măng hay thủy tinh...

Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh, robot tí hon đầu tiên chạy bằng cồn này hứa hẹn có thể ứng dụng trong nhiều mục đích khác nhau. Nó có thể được dùng kiểm tra chất lượng của các công trình, tìm kiếm cứu nạng trong các tình huống khẩn cấp, hỗ trợ cây cối thụ phấn nhân tạo.

Tiến sĩ Ryan Truby - chuyên gia robot học tại Viện Nghiên cứu MIT - cho rằng RoBeetle là một cột mốc đáng ghi nhận của công nghệ sản xuất các robot cỡ nhỏ và siêu nhỏ: "RoBeetle sẽ thúc đẩy các thiết bị tân tiến cho robot trong tương lai".

Trước đó, đã từng có nhiều phiên bản robot côn trùng được sáng tạo với các mục đích khác nhau. Năm 2019, RoboBee - chiếc máy cỡ nhỏ (chỉ ngang một chiếc kẹp giấy) chạy bằng pin năng lượng mặt trời với khả năng bay bằng cách vỗ cánh từng khiến giới khoa học công nghệ xôn xao.

Tuy chưa thể có cùng khả năng giống con trùng, nhưng trong tương lai, nó có thể vượt qua những khả năng đó để thực hiện nhiệm vụ trong việc giám sát môi trường, hoặc bay trong những không phận nhạy cảm, hay ứng dụng trong y tế,...

Robot tí hon đầu tiên chạy bằng cồn. | SCMP