Chế tạo cơ bắp nhân tạo có thể nâng gấp 1.000 lần trọng lượng chính nó

Các thiết bị, được mô tả trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, đòi hỏi một cách mới để cung cấp cho các robot mềm siêu sức mạnh, có thể sử dụng ở khắp mọi nơi từ bên trong cơ thể chúng ta đến ngoài không gian.

Về mặt lịch sử, robot được làm bằng kim loại và các vật liệu cứng khác vì nó tạo cho chúng sức mạnh. Tuy nhiên, robot cũng cần được làm từ các bộ phận mềm mại, khéo léo để đối phó với các địa điểm khó tiếp cận, điều hướng đến các môi trường không thể đoán trước và tương tác an toàn với mọi người. (ví dụ, xem xét sự nguy hiểm của việc bắt và nắm tay một con robot)

Vì vậy, các nhà khoa học ngày càng cố gắng làm cho robot có những bộ phận mềm. Trong thời gian trước đây, những phần này được đẩy ra bên ngoài của một robot cứng, chủ yếu là tấm đệm. Nhưng các nhà nghiên cứu đang ngày càng chế tạo các robot có những bộ phận quan trọng khác mềm mại - gần đây nhất là tạo ra một con robot lấy cảm hứng từ bạch tuộc.

Daniela Rus, Giám đốc phòng thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo và khoa học máy tính của MIT, tác giả cấp cao của nghiên cứu, cho biết "Chúng tôi đã quan tâm đến các robot mềm trong một thời gian dài bởi vì chúng an toàn, khéo léo và có thể đối phó với sự không chắc chắn. Nói một cách tương đương, chúng rất mạnh mẽ và dễ kiểm soát."

Nhưng có một trở ngại lớn đối với các robot thân mềm: Không giống như các robot được làm bằng vật liệu cứng, chúng không phải là những vận động viên cử tạ.

Rus cho biết: "Những gì chúng tôi muốn là các robot mềm mại, an toàn, khéo léo mà có sức mạnh, có thể đạt được các thuộc tính của các hệ thống thân cứng. Bằng cách này chúng tôi có những thứ tốt nhất của cả hai loại."

Rus và các đồng nghiệp đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng các kỹ thuật origami, gần đây đã chứng minh được tính hữu ích cho việc tạo ra nhiều loại robot. Kỹ thuật Origami có tiềm năng tạo ra nhiều thiết kế phức tạp với chi phí thấp vì chúng sử dụng một số lượng nhỏ vật liệu và quá trình đơn giản bất ngờ.

Họ đã thiết kế các cấu trúc gấp lại đặc biệt nghĩa là rút ngắn, cuộn tròn, xoắn hoặc uốn cong thành các hình dạng cụ thể khi chúng được nén. Các nhà nghiên cứu đã khóa các cấu trúc gập dài trong một túi "da" polymer và chứa đầy không khí hoặc chất lỏng khác. Khi rút hoàn toàn chất lỏng, cấu trúc origami đè ép với nhau, xê dịch vào hình dạng đã được xác định bởi các mẫu gấp của nó.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng một số cơ origami có thể nén xuống một phần mười kích thước ban đầu của chúng, hoặc nâng lên gấp 1000 lần trọng lượng của chúng. Chúng có thể tạo ra lực trên mỗi đơn vị diện tích cơ gấp sáu lần so với cơ của loài động vật có vú.

Mỗi mô hình gấp chỉ có thể di chuyển theo một cách, nhưng Rus cho biết nhiều mô hình khác nhau có thể được liên kết với nhau để tạo ra một robot đa chức năng.

Những chân tay robot như vậy có thể được sử dụng ở những quy mô siêu bé, như có thể để thực hiện công việc sửa chữa bên trong cơ thể chúng ta. Chúng cũng có thể hữu ích ở quy mô lớn, để xây dựng bên ngoài không gian. Chúng có thể cho phép mặc lớp vỏ cứng bên ngoài để nâng những vật nặng hoặc được đưa đi để thăm dò môi trường biển sâu. Chúng thậm chí có thể thực hiện các nhiệm vụ thông thường nhất - chẳng hạn như nâng một thùng sữa nặng hoặc một bó nho mà không đè bẹp chúng.

Một nhà khoa học cho biết thiết kế ở tỉ lệ con người (human-scale) có thể là tiếp theo trong danh sách xây dựng.

Ông Rus cười nói “Tôi muốn làm một con voi hoặc có thể là một chú voi con”.

Đào Hiền (Theo Latimes)