Hầu hết các loài động vật trong tự nhiên đều có thể nhanh chóng chuyển đổi trạng thái từ đi bộ sang nhảy, bò hoặc bơi, cấu tạo tự nhiên giúp chúng dễ dàng thực hiện động tác và không cần tạo ra các điều chỉnh lớn đối với cơ thể.

Tuy nhiên, hầu như các robot hiện nay đều chưa thể làm được điều đó. Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Carnegie Mellon, Mỹ đã phát triển những robot mềm với khả năng chuyển đổi cấu tạo liên tục từ đi bộ sang bơi lội, hay bò sang lăn.  

Dinesh K. Patel, nghiên cứu sinh hậu tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm vật chất biến đổi thuộc Viện Tương tác máy tính cho biết: Chúng tôi lấy cảm hứng từ tự nhiên, phát triển một robot có thể thực hiện các nhiệm vụ khác nhau, thích nghi với môi trường xung quanh và không cần thêm bộ truyền động hoặc độ phức tạp.

Nghiên cứu này là bước đệm cho công việc sáng tạo robot mềm năng động, có thể dễ dàng điều chỉnh cấu hình trong tương lai. Bộ truyền động của nhóm nghiên cứu khá đơn giản, có thể điều chỉnh hai chiều, có tính ổn định và độ bền.

Bộ truyền động ổn định hai chiều có chất liệu cao su mềm, in 3D, và chứa các lò xo hợp kim nhớ hình dạng, có khả năng phản ứng với dòng điện bằng cách co lại, làm cho bộ truyền động uốn cong. Nhóm đã sử dụng chuyển động ổn định kép để thay đổi cấu tạo hoặc hình dạng robot. Khi robot thay đổi hình dạng, nó sẽ ở cấu tạo mới cho đến khi gặp một điện tích khác biến nó trở lại cấu hình trước đó. 

Giáo sư Carmel Majidi thuộc trường Đại học Carnegie Mellon nhận định việc tạo ra robot mềm làm được như động vật thực hiện nhiều hoạt động được lấy cảm hứng từ sinh học, tuy nhiên đây vẫn còn là thách thức lớn.

Nhóm đã phát triển một robot được trang bị 4 bộ truyền động cong gắn vào vào vị trí các góc có kích thước bằng điện thoại di động của thân, thân robot được làm bằng hai bộ truyền động kép. Trên mặt đất, các bộ truyền động cong đóng vai trò như chân, cho phép robot đi lại. Dưới nước, các bộ truyền động sẽ làm thay đổi hình dạng của robot, đặt các bộ truyền động cong ở vị trí lý tưởng để hoạt động như các chân vịt giúp robot có thể bơi.

Nhóm nhà khoa học đã nghiên cứu hai robot khác: một robot có thể bò và nhảy, robot còn lại lấy cảm hứng từ sâu bướm và bọ xít có thể bò và lăn. Qua các thử nghiệm, các bộ truyền động được chứng minh chỉ cần 1 phần trăm mili giây điện tích để thay đổi hình dạng và có tính bền cao. 

Trong tương lai, robot mềm có thể được ứng dụng trong các tình huống cứu hộ hoặc tương tác với động vật biển hoặc san hô. Việc sử dụng các lò xo kích hoạt bằng nhiệt trong bộ truyền động có thể là tiền đề cho các ứng dụng giám sát môi trường, các xúc giác cũng như thiết bị điện tử và truyền thông có thể biến đổi hình dạng.

Hải Hà