Lần đầu tiên phát triển được robot mềm dẻo, có khả năng di chuyển và dàn trận

0
9130

Các nhà nghiên cứu Trường Đại học Quốc gia Seoul và Đại học Sungkyunkwa lần đầu tiên chế tạo được robot từ vật liệu mềm dẻo, có khả năng tự di chuyển và dàn trận mà không cần sử dụng động cơ hay bổ sung bất kỳ thành phần cơ học nào. Robot sẽ “bước đi” khi một dòng điện được gắn vào các sợi dây hợp kim nhớ hình (shape-memory alloy) được ghi nhớ trong hệ thống của chính nó: dòng điện này làm nóng các sợi dây, làm cho các phân đoạn mềm dẻo của robot co lại và uốn cong. Việc điều chỉnh liên tục các dòng điện đến các phân đoạn khác nhau theo nhiều cách khác nhau sẽ tạo cho robot có nhiều cách di chuyển khác nhau.

Các nhà nghiên cứu hy vọng với các tính năng của robot như dễ dàng dàn trận, trọng lượng nhẹ, chi phí thấp, có khả năng chịu tải, kích thước nhỏ gọn và khả năng tái cấu hình thành nhiều dạng khác nhau có thể hữu ích cho các ứng dụng chẳng hạn như thực hiện các nhiệm vụ không gian, thăm dò dưới đáy biển và vật dụng gia đình.

Các kết quả nghiên cứu đã được Wei Wang và cộng sự mô tả và công bố trên tạp chí Material Horizons gần đây.

Trên Phys.org, Sung-Hoon Ahn, Trường Đại học Quốc gia Seoul, và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Ưu điểm chính của robot mô đun này là rất thiết thực trong các môi trường khác nhau do không có các hệ thống cơ học như động cơ và bánh răng. Vì vậy, những vấn đề mà robot làm từ động cơ phải đối mặt, chẳng hạn như việc chống thấm nước và bôi trơn hệ thống cơ học khi robot hoạt động dưới nước hoặc trong môi trường không gian, không còn là vấn đề đối với bộ truyền động thông minh này”.

Robot này, được các nhà nghiên cứu đặt tên là DeployBot, được lắp ráp từ 8 mô đun: 4 mô đun phần thân và 4 mô đun còn lại lắp ghéo vào 4 chân robot. Khi robot ở trạng thái gập lại, các mô-đun nằm phẳng ra, và sau khi robot dàn trận, chúng sẽ tự động tạo hình giống như hình ô vuông. Các mô đun được làm bằng vật liệu cả cứng và mềm dẻo và bao gồm các nam châm nhúng để liên kế và bao bọc nhiều mô-đun lại với nhau. Sợi dây hợp kim nhớ hình chạy liên tục thông qua các hệ thống hình vuông của mỗi mô đun chịu trách nhiệm dàn trận và gập phần chân các mô đun, thao tác này thường mấy vài giây đồng hồ nhưng nó có thể thực hiện liên tục.

Các nhà nghiên cứu cho biết, DeployBot có thể di chuyển theo hai kiểu khác nhau. Kiểu thứ nhất là kiểu di chuyển gợn sóng, tương tự như cách một con sâu đo đang bò trên một bề mặt nào.

Robot DeployBot cũng có thể di chuyển theo kiểu đi dạo, tương tự như cách đi của những loài động vật 4 chân. Dáng đi này yêu cầu robot phải đỡ toàn bộ trọng lượng chỉ lên hai chân. Tuy nhiên các chân của robot không có đủ lực để nâng đỡ để làm điều này. Nhưng bằng cách đặt robot xuống dưới nước, trên bề mặt cát dưới đáy bể nước, lợi dụng nguyên lý lực đẩy Acsimet, nhóm nghiên cứu đã làm giảm được lực ép cần thiết để nâng đỡ robot.

Hiện tại, robot này của nhóm nghiên cứu di chuyển tương đối chậm, với tốc độ là khoảng hơn 2 mét/giờ. Robot cũng có thể đổi hướng , nhưng lại di chuyển với tốc độ rất chậm, đòi hỏi 21 mới xoay được góc 90 độ. Mặc dù robot không nhanh, nhưng nó vẫn có thể dùng như một công cụ hữu ích cho các ứng dụng không cần tốc độ nhanh.

Trong tương lai, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng các phương pháp kỹ thuật này sẽ có thể ứng dụng vào việc tạo ra các mô-đun có hình dạng khác nhau để mang lại nhiều kiểu thiết kế và chức năng của robot. Các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng phương pháp di chuyển robot thì ngoài sử dụng dòng điện ra còn có thể sử dụng kích hoạt bằng khí nén, từ trường, hoặc lực quang học. Họ cũng gợi ý rằng phương pháp tiếp cận này có thể dùng để chế tạo cấu trúc vi mô cỡ nano, điều này sẽ mở ra một loạt phạm vi ứng dụng mới.

P.T.T (NASATI), Theo https://phys.org/news/2017-06-deployable-soft-robot.html, 19/6/2017