Robot siêu nhỏ chạy bằng… cồn

Sản phẩm có tên “RoBeetle”, là sáng chế của Đại học Nam California (Mỹ). Giống như tên gọi, RoBeetle mang hình dáng một con bọ cánh cứng thường sống trên các cây xanh. Nó có kích thước nhỏ, chỉ nặng khoảng 88 milligram, dài vài centimet như độ lớn thật của bọ cánh cứng ngoài thực tế.

“Sự nhỏ gọn cũng giúp chúng nằm trong danh sách những robot nhẹ và có kích thước nhẹ nhất được ứng dụng trong đời sống hiện nay” - theo TS Xiufeng Yang, trưởng nhóm nghiên cứu chia sẻ với AFP.

Đặc biệt, RoBeetle hoàn toàn chạy bằng methanol thay vì dùng pin. Đây được xem là một trong những robot đầu tiên dùng nhiên liệu lỏng là cồn methanol làm năng lượng.

Vấn đề ở chỗ hầu hết các robot đều cần động cơ cồng kềnh và điện. Những viên pin nhỏ nhất hiện nay cũng phải nặng gấp 10 đến 20 lần so với bọ hổ, một loài côn trùng chỉ nặng 50 miligam mà nhóm nghiên cứu đã sử dụng làm điểm tham chiếu.

Để vượt qua được rào cản này, Yang và các đồng nghiệp của ông đã thiết kế một hệ thống cơ nhân tạo hoạt động bằng nhiên liệu lỏng - trong trường hợp này là metanol, dự trữ được năng lượng nhiều hơn khoảng 10 lần so với pin có cùng khối lượng.

Thách thức lớn nhất của nhóm là làm thế nào để tích trữ và chuyển hóa năng lượng trong thiết kế robot nhỏ gọn. Nhóm nảy ra ý tưởng làm một hệ thống cơ nhân tạo, có thể co giãn hệt như cơ của người. Các sợi cơ làm bằng dây hợp kim của niken và titan. Khi nhiên liệu methanol được đốt cháy, sức nóng sẽ làm cơ giãn nở vì niken và titan có mức độ biến đổi do nhiệt. Dây được phủ bột bạch kim làm chất xúc tác cho quá trình đốt cháy methanol.

Khi hơi từ bình nhiên liệu của RoBeetle cháy trên bột bạch kim, dây dẫn co lại và một loạt các van tí hon sẽ đóng lại để ngừng đốt thêm nhiên liệu. Sau đó dây sẽ nguội và giãn ra, điều này một lần nữa khiến các van mở và để quá trình lặp lại chính nó cho đến khi tiêu hết nhiên liệu. Các cơ nhân tạo giãn nở và co lại được kết nối với chân trước của RoBeetle thông qua một cơ chế truyền động, cho phép nó bò.

Theo nhóm nghiên cứu, robot có thể làm việc linh hoạt ở nhiều dạng địa hình khác nhau. Robot dễ dàng leo dốc, bò trườn trên bề mặt đất, xi măng hay thủy tinh… TS Yang cho biết, RoBeetle có thể mang tải trọng nặng gấp 2,6 lần trọng lượng của chính nó trên lưng và chạy trong hai giờ khi đầy bình.

RoBeetle có khả năng ứng dụng trong thực tiễn rất đa dạng. Robot có thể được dùng kiểm tra chất lượng của các công trình, tìm kiếm cứu nạn trong các tình huống khẩn cấp. Hay trong nông nghiệp, robot có thể hỗ trợ cây cối thụ phấn nhân tạo.

Tiến sĩ Ryan Truby - chuyên gia robot học tại Viện Nghiên cứu MIT - cho rằng RoBeetle là một cột mốc đáng ghi nhận của công nghệ sản xuất các robot cỡ nhỏ và siêu nhỏ.

“RoBeetle sẽ thúc đẩy các thiết bị tân tiến cho robot trong tương lai”, Truby nói.

Điểm cần cải tiến là con bọ robot di chuyển chậm hơn các robot tương đương và không thể điều khiển được. Các nguyên mẫu thế hệ tiếp theo sẽ sử dụng nguyên lý cơ nhân tạo tương tự với thiết kế nhanh hơn, cơ động hơn và sử dụng nhiên liệu khác. Robot bay là mục tiêu cuối cùng của nhà khoa học này.