Robot bay vỗ cánh có kích thước bằng côn trùng

Sáng tạo mới được công bố ngày 2/2 trên Tạp chí Science Robotics, có thể mở đường cho nghiên cứu phát triển các robot bay siêu nhỏ nhỏ hơn, nhẹ hơn và hiệu quả hơn cho nhiệm vụ giám sát môi trường, tìm kiếm cứu hộ, có thể được triển khai trong các môi trường nguy hiểm cho con người.

Cho đến nay, những robot bay siêu nhỏ thường sử dụng động cơ, bánh răng và những hệ thống truyền động phức tạp khác để tạo ra chuyển động lên xuống của cánh. Kỹ thuật này làm tăng độ phức tạp, trọng lượng và những hiệu ứng động không mong muốn.

Nghiên cứu hệ thống cơ cánh từ ong và các loài côn trùng bay khác, các nhà khoa học thuộc Khoa Kỹ thuật Đại học Bristol, do GS robot Jonathan Rossiter dẫn đầu đã chế tạo thành công một hệ thống cơ nhân tạo truyền động trực tiếp, được gọi là Bộ truyền động nén tĩnh điện khuếch đại chất lỏng (LAZA), đạt được chuyển động của cánh bay mà không sử dụng các bộ phận hoặc bánh răng truyền động.

Hệ thống LAZA đơn giản hóa cơ chế vỗ cánh, cho phép thu nhỏ robot vỗ cánh trong tương lai với kích thước bằng côn trùng.

Trong bài báo cáo khoa học, nhóm nghiên cứu chứng minh được, một đôi cánh vỗ hoạt động trên cơ cấu LAZA cung cấp nhiều năng lượng hơn so với cơ côn trùng cùng trọng lượng, đủ để một robot bay qua phòng với tốc độ 18 chiều dài cơ thể mỗi giây.

Đồng thời, cơ cấu LAZA có thể cung cấp khả năng vỗ đều và ổn định trong hơn một triệu chu kỳ, có ý nghĩa quan trọng trong chế tạo robot vỗ có thể thực hiện các chuyến bay đường dài. Nhóm nghiên cứu hy vọng cơ chế LAZA sẽ được sử dụng như khối xây dựng cơ bản cho hàng loạt robot bay tự động tương tự côn trùng.

Trong cấu trúc LAZA, nhóm nghiên cứu tác động lực tĩnh điện trực tiếp lên cánh, thay vì thông qua một hệ thống truyền động phức tạp, kém hiệu quả. Phương pháp này mang lại hiệu suất cao, thiết kế đơn giản, mở đường cho những phương tiện bay UAV siêu nhỏ có cánh đập nhẹ, chi phí thấp mới, có thể có rất nhiều ứng dụng trong tương lai, như tiến hành kiểm tra tự động các tuabin gió ngoài khơi, hoạt động trong những khu vực thảm họa phức tạp, nguy hiểm đối với con người.

Chế tạo ra những robot siêu nhỏ cánh vỗ có hiệu suất cao bằng hoặc hơn côn trùng là một thách thức lớn. LAZA là một sáng tạo quan trọng trong quá trình phát triển các robot bay tự động, nhỏ như côn trùng, thực hiện các nhiệm vụ quan trọng trong điều kiện khó khăn phức tạp mà con người hoặc những robot lớn truyền thống không thể thực hiện.