Từ lâu, các nhà khoa học đã hình dung đến việc chế tạo những chú robot nhỏ bé, có khả năng hoạt động tại các môi trường không thể tiếp cận hoặc quá nguy hiểm đối với con người.
Tuy nhiên, việc tìm cách giữ cho chúng có đủ năng lượng để di chuyển và hoạt động là "điều không tưởng". Lý do là bởi các viên pin dù là nhỏ nhất cũng có kích thước rất lớn đối những chú robot này. Do đó, nếu như mang theo pin, chúng sẽ không thể hoạt động như mong đợi.
Độc đáo robot di chuyển và hoạt động không cần dùng pin
Một nhóm các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Nam California đã tạo ra một bước đột phá, khi chế tạo thành công robot "RoBeetle", với trọng lượng chỉ 88mg, và không cần dùng pin để hoạt động.
Thay vào đó, robot sẽ sử dụng năng lượng từ rượu metylic (metanol) và hệ thống cơ nhân tạo để bò, vượt chướng ngại và mang vác đồ vật trên lưng, trong tối đa 2 giờ đồng hồ.
"RoBeetle" chỉ dài vỏn vẹn 15mm, khiến nó trở thành "một trong những robot tự động nhẹ nhất và nhỏ nhất từng được tạo ra", nhà phát minh Xiufeng Yang - trưởng nhóm nghiên cứu cho biết.
"Chúng tôi muốn tạo ra một robot có trọng lượng và kích thước tương đương với côn trùng thực".
Để khắc phục vấn đề về pin, Yang và các đồng nghiệp đã thiết kế một hệ thống 'cơ nhân tạo' dựa trên nhiên liệu lỏng - cụ thể trong trường hợp này là metanol. Giải pháp này giúp nó dự trữ năng lượng nhiều hơn khoảng 10 lần so với một viên pin có cùng khối lượng.
Các "cơ" trên robot được làm từ dây hợp kim niken-titan (còn được gọi là Nitinol) sẽ bị co lại khi gặp nóng, không giống như hầu hết các kim loại sẽ giãn nở.
Để điều chỉnh nhiệt độ, một sợi dây trên robot sẽ được phủ một lớp bột bạch kim đóng vai trò như chất xúc tác để đốt cháy hơi metanol.
Khi hơi từ thùng nhiên liệu của robot làm cháy bột bạch kim, dây dẫn co lại và một loạt các vi mảnh sẽ đóng lại để ngừng việc đốt cháy. Dây nguội sau đó sẽ nguội, và giãn ra. Quá trình này được lặp đi lặp lại cho đến khi robot hết nhiên liệu.
Một hệ thống "cơ nhân tạo", hoạt động dựa vào cơ chế giãn/nở nêu trên sẽ giúp robot tiến về phía trước như trong video dưới đây.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm robot của họ trên nhiều mặt phẳng và mặt nghiêng khác nhau, được làm từ các vật liệu nhẵn như thủy tinh hay thô ráp như nệm.
Yang cho biết RoBeetle có thể mang tải trọng gấp 2,6 lần trọng lượng của chính nó trên lưng và chạy trong hai giờ khi đầy bình.
Trong tương lai, các robot siêu nhỏ (microbot) như thế này có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau như kiểm tra cơ sở hạ tầng hoặc các nhiệm vụ tìm kiếm cứu nạn sau thiên tai. Chúng cũng có thể được ứng dụng trong các nhiệm vụ như thụ phấn nhân tạo hoặc giám sát môi trường.
