Robot mini lấy ý tưởng từ côn trùng trong tự nhiên

Côn trùng có thể chui qua các vết nứt nhỏ nhất, vừa khít với không gian chật hẹp và tồn tại trong môi trường khắc nghiệt. 

Côn trùng truyền ý tưởng thiết kế những robot nhỏ bé, thực hiện các nhiệm vụ trong không gian khó tiếp cận và môi trường khắc nghiệt.

Từ sự linh hoạt và khả năng thâm nhập những điểm khó khăn nhất, các nhà nghiên cứu Đại học Pittsburgh sáng tạo ra những robot nhỏ lấy ý tưởng từ côn trùng, có thể thực hiện các nhiệm vụ trong không gian khó tiếp cận và môi trường khắc nghiệt.

Junfeng Gao, nghiên cứu sinh về Kỹ thuật công nghiệp tại Trường Kỹ thuật Swanson, tác giả chính công trình cho biết, những robot này có thể được sử dụng để truy cập vào các khu vực hạn chế, chụp ảnh, quan sát đánh giá môi trường, lấy mẫu nước hoặc thực hiện đánh giá cấu trúc. Bất cứ không gian hạn chế nào mà con người không thể tiếp cận, những robot này có thể truy câp.

Đối với nhiều sinh vật với một kích thước nhất định như kiến ​​ba khoang, tôm bọ ngựa và bọ chét, nhảy qua một vật thể tiết kiệm năng lượng hơn là bò. Những chuyển động nhảy đó được mô phỏng lại trong các robot, chế tạo bằng cơ nhân tạo cao phân tử.

Kỹ thuật này giống như việc nạp một mũi tên vào cây cung và bắn, các robot bám vào bề mặt, tích tụ năng lượng và sau đó đột ngột giải phóng có định hướng để nhảy về phía trước. Thông thường, hoạt động của các cơ nhân tạo diễn ra khá chậm. Để có thể thực hiện động tác nhảy nhanh, câu trả lời nằm ở sự tác động lẫn nhau của trật tự phân tử và hình học.

Robot lấy ý tưởng từ côn trùng do nhóm nghiên cứu tại M. Ravi Shankar's Lab thiết kế. Ảnh nhóm nghiên cứu Shankar

Nhóm nghiên cứu căn chỉnh định hướng phân tử cơ nhân tạo để ứng dụng cơ nhiệt tạo độ cong vật thể. Khi được cấp nguồn, vật liệu hình thành cấu trúc cong và tích tụ năng lượng biến dạng. Khi tới hạn, năng lượng bùng phát trong một xung với thời gian mili giây.

Hình dạng tổng hợp cong của cơ polymer cho phép cơ nhân tạo tạo ra năng lượng khi được cung cấp điện năng lượng. Nhóm nghiên cứu đã căn chỉnh các phân tử trong cơ nhân tạo trên cơ sở cấu trúc từ thế giới tự nhiên, sự hoạt động kết hợp của trật tự phân tử và cấu trúc hình học tạo ra lực đẩy khi tích tụ. Nguồn điện sử dụng không quá vài volt.

Chuyển động linh hoạt và cấu trúc nhẹ cho phép robot, có kích thước bằng một con dế di chuyển dọc theo các bề mặt linh hoạt như cát dễ dàng và thậm chí có thể nhảy qua mặt nước.