Các nhà khoa học tại Đại học Johannes Kepler (JKU) đã tạo ra những con robot mềm, bền có khả năng chạy, bơi lộivà nhảy với tốc độ cao. Trong quá trình thử nghiệm, các robot đạt tốc độ 70 BL / s (chiều dài cơ thể mỗi giây). Những kết quả này thật tuyệt vời bởi vì thậm chí báo gêpa (Động vật trên cạn nhanh nhất trên trái đất) thậm chí có thể chạy 23 BL / giây. Nhưng đừng mong đợi kỷ lục tốc độ tuyệt đối, bởi vì robot có cơ thể cỡ milimet – mặc dù những cỗ máy nhỏ bé này có lẽ là robot mềm nhanh nhất trên hành tinh.

Robot mềm khác với robot truyền thống mà bạn thấy trong các nhà máy, nhà hàng và hội chợ khoa học. được xây dựng Sử dụng vật liệu linh hoạt Giống như polyme, hợp kim nhớ hình dạng (những hợp kim này thay đổi hình dạng với sự thay đổi nhiệt độ). Vật liệu mềm cho phép robot hoạt động Theo một cách tương tự thành một cơ thể sống (hoặc mô sống). Ngược lại, robot truyền thống được làm từ các vật liệu rắn như nhựa, nhôm và kim loại.

Trong một thời gian dài, các nhà khoa học đã cố gắng tạo ra những con robot mềm đủ nhanh Làm việc trong môi trường khắc nghiệt Nơi không có máy móc khác hoạt động. Những robot này có thể đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực y tế. Ví dụ, robot siêu nhanh có thể thay thế các phương pháp xâm lấn như nội soi đại tràng. Các bác sĩ có thể sử dụng rô bốt mềm nhanh chóng để kiểm tra bất kỳ bất thường nào trong các cơ quan cơ thể (chẳng hạn như dạ dày) mà khó kiểm tra bằng rô bốt chẩn đoán thông thường.

Chế tạo rô bốt siêu nhanh

Các robot cực nhanh được chế tạo bằng hợp kim kim loại lỏng gọi là galinstan. Nó bao gồm thiếc (Sn), gali (Ga) và indium (In). Galinstan không thường được sử dụng để tạo ra các robot mềm; Chúng chủ yếu được làm bằng Nhựa silicon. Khi được hỏi tác giả đầu tiên của nghiên cứu và nhà vật lý vật chất mềm JKU, Tiến sĩ Guoyong Mao, ông nói với Ars Technica, “Đặc tính quan trọng nhất của vật liệu này là nó giống chất lỏng ở nhiệt độ phòng, đồng thời có độ dẫn điện cao, điều này làm cho nó hữu ích để chế tạo cuộn dây mềm và có thể biến dạng. “.”

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kim loại lỏng Công nghệ in 3D Để tạo thành một cuộn dây galinistan. Sau đó, các cuộn dây in 3D này được nhúng vào vỏ đàn hồi để giữ chúng lại với nhau bằng một bộ truyền động điều khiển trạng thái của chúng. Điều này dẫn đến một robot điện từ mềm kiểu cuộn dây (SEMR) có khả năng cung cấp động cơ và lực đẩy nhanh chóng. Các nhà nghiên cứu cũng trang bị cho các robot có bàn chân hình chữ L hoặc răng cưa tùy thuộc vào các cột trụ mà chúng sẽ di chuyển.

SEMRs được cung cấp năng lượng bởi pin lithium-polymer và chuyển động cực nhanh của chúng được điều khiển bởi các bộ truyền động điện từ (các bộ phận chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học). Các bộ truyền động là các thành phần đáp ứng từ tính, do đó, các rô bốt di chuyển nhanh có thể dễ dàng được điều khiển bằng cách sử dụng từ trường không đổi. Trong các thử nghiệm, các rô bốt buộc dây có thể di chuyển với tốc độ 35 BL / s trên mặt phẳng và 70 BL / s trên bề mặt ba chiều được gấp lại. Hơn nữa, chúng bơi với tốc độ 4,8 BL / giây khi thử nghiệm trong nước. “Chúng tôi nghĩ rằng đây là một công nghệ mới và đầy hứa hẹn trong lĩnh vực người máy và có tiềm năng lớn cho tương lai. Chúng tôi chưa thể tìm thấy bất kỳ công nghệ nào tương tự, sử dụng một vật liệu chức năng mềm, có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ với tốc độ cao như vậy, “Mao nói.

Tương lai của robot siêu nhanh

Các nhà nghiên cứu cũng đã tiến hành các bài kiểm tra vận tốc bằng cách sử dụng một nguyên mẫu của robot mềm đã được cởi trói và đạt được tốc độ bơi 1,8 chiều dài cơ thể mỗi giây (BL / s) và tốc độ chạy tối đa là 2,1 BL / s. Các nhà nghiên cứu hiện có kế hoạch cải thiện hiệu quả và hiệu suất của các robot không có dây buộc.

Mao và nhóm của ông cũng nói rằng việc phát triển các SERM quy mô milimet hơn bằng cách sử dụng In chất lỏng 3D Nó có thể mở đường cho các robot siêu nhanh lớn hơn trong tương lai.

Có nhiều loại robot mềm khác nhau. Một số có thể giúp chúng tôi Loại bỏ chất thải nhựa Từ đại dương, những người khác có thể để chúng tôi làm nghiên cứu ấm áp Sa mạc Mặt Trăng và Sao Hỏa. Tốc độ là một yếu tố hạn chế lớn đối với tất cả các máy mềm này. Công nghệ đằng sau SEMR siêu nhanh có tiềm năng giải quyết giới hạn này.

Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038 / s41467-022-32123-4 (Về DOIs)

Robindra Brahambhat là một nhà báo và nhà làm phim giàu kinh nghiệm. Anh ấy bao gồm tin tức khoa học và văn hóa, và trong 5 năm qua, anh ấy đã tích cực làm việc với một số hãng thông tấn, tạp chí và thương hiệu truyền thông sáng tạo nhất hoạt động ở các khu vực khác nhau trên thế giới.