Robot không động cơ 'thiên biến vạn hóa'

Về cơ bản robot trông giống tấm nhựa dẻo với khả năng di chuyển trên bề mặt hoặc cầm nắm vật thể. Giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ Jie Yin cho biết: “Chúng tôi bắt đầu từ tấm polymer đục lỗ, nhưng bằng cách phủ màng mỏng lên bề mặt polymer chúng tôi tích hợp các vật liệu phản ứng với điện trường hoặc từ trường. Màng mỏng đóng vai trò bộ truyền động, cho phép điều khiển tấm polymer thay đổi hình dạng từ xa”.

Robot từ tấm vật liệu mỏng - Ảnh: YT/Yin Lab@NCSU

Robot dạng phẳng này có nhiều chế độ di chuyển, nhảy hoặc bò ở nhiều tốc độ khác nhau. Theo nghiên cứu sinh tiến sĩ Caizhi Zhou, nhóm phát triển kết nối nhiều tấm polymer tạo nên cấu trúc phẳng ban đầu nhưng uốn cong và gấp lại được sau đó.

“Ví dụ nếu chúng tôi kết nối 4 tấm, bạn sẽ có một robot chuyển động nằm phẳng như tờ giấy mà lại có thể gấp lại thành 256 trạng thái ổn định khác nhau”, ông Zhou nói thêm.

Đặc biệt robot thay đổi được hình dạng cùng dáng di chuyển để thích nghi địa hình hoặc chức năng (chẳng hạn kẹp và nâng vật thể).

Ông Zhou giải thích: “Khi tích hợp vật liệu áp điện vào màng mỏng, chúng tôi có thể thông qua thay đổi điện áp và tần số hertz kiểm soát tốt hơn chuyển động của chúng. Ví dụ xoay robot sang trái hay phải mà vẫn giữ nguyên vị trí”.

Theo nhóm phát triển, robot thể hiện khả năng thích ứng và cơ động cao, di chuyển dễ dàng ở địa hình phức tạp hay môi trường hạn chế nhờ biến đổi hình dạng, mở đường cho nhiều robot mềm tiết kiệm năng lượng có thể tái cấu trúc.

Giáo sư Yin cho biết: “Đây mới chỉ là công trình chứng minh khái niệm ở giai đoạn đầu, nhưng đã cho thấy rằng cách tiếp cận này vừa tiết kiệm chi phí vừa tạo ra robot sở hữu khả năng thích ứng cao. Mục tiêu của chúng tôi là kết nối siêu vật liệu với robot, chúng tôi tin kết quả rất hứa hẹn”.

Cẩm Bình