Nhóm nghiên cứu phát triển robot côn trùng nhỏ và nhanh kỷ lục

Hai robot MiniBug và WaterStrider dài lần lượt 8,5 mm và 22 mm, có thể di chuyển với tốc độ khoảng 6 mm mỗi giây.

Robot WaterStrider và MiniBug bên cạnh một đồng xu. (Ảnh: Bob Hubner/WSU)

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Bang Washington phát triển hai robot giống côn trùng mang tên MiniBug và WaterStrider, TechXplore hôm 18/1 đưa tin. Chúng là những robot hoạt động được nhỏ nhất, nhẹ nhất và nhanh nhất thuộc loại này. Trong tương lai, những robot siêu nhỏ này có thể dùng cho nhiều hoạt động như thụ phấn nhân tạo, tìm kiếm cứu hộ, giám sát môi trường, sản xuất vi mô hoặc phẫu thuật.

MiniBug dài 8,5 mm và nặng 8 milligram, trong khi WaterStrider dài 22 mm và nặng 55 milligram. Cả hai đều có thể di chuyển với tốc độ khoảng 6 mm mỗi giây. Dù vẫn chậm hơn côn trùng tự nhiên, tốc độ này đã là nhanh so với các robot siêu nhỏ có kích thước tương tự, theo Conor Trygstad, nghiên cứu sinh tại Trường Kỹ thuật Vật liệu và Cơ học, tác giả chính của nghiên cứu. Một con kiến nặng 5 milligram có thể di chuyển với tốc độ gần một mét mỗi giây.

Yếu tố then chốt của những robot này là bộ truyền động tí hon giúp chúng di chuyển. Trygstad sử dụng một kỹ thuật chế tạo mới để thu gọn bộ truyền động xuống dưới một milligram, loại nhỏ nhất từng được chế tạo. "Đó là những bộ truyền động nhỏ nhất và nhanh nhất từng được phát triển cho robot siêu nhỏ", Néstor O. Pérez-Arancibia, chuyên gia tại Trường Kỹ thuật Vật liệu và Cơ học thuộc Đại học Bang Washington, cho biết.

Bộ truyền động sử dụng hợp kim ghi nhớ hình dạng, có khả năng thay đổi hình dạng khi được nung nóng. Vật liệu được gọi là"ghi nhớ hình dạng" vì nó ghi nhớ, sau đó có thể trở lại hình dạng ban đầu. Khác với động cơ thông thường dùng để giúp robot chuyển động, những hợp kim này không có bất cứ bộ phận nào chuyển động hay quay.

Hợp kim ghi nhớ hình dạng thường không dùng cho những chuyển động robot lớn vì quá chậm. Nhưng với MiniBug và WaterStrider, các bộ truyền động được làm bằng hai dây hợp kim ghi nhớ hình dạng có đường kính chỉ 0,025 mm. Với một dòng điện nhỏ, các sợi dây có thể được làm nóng lên và nguội đi dễ dàng, cho phép robot đập vây hoặc di chuyển chân với tốc độ lên tới 40 lần mỗi giây. Trong các thử nghiệm sơ bộ, bộ truyền động cũng có thể nâng vật nặng hơn 150 lần trọng lượng của chính nó.