Công nghệ "mềm" giúp robot Trung Quốc hoạt động ở nơi sâu nhất hành tinh

Các nhà khoa học Trung Quốc vừa đánh dấu một bước tiến quan trọng khi phát triển thành công robot có khả năng hoạt động ở nơi sâu nhất hành tinh - rãnh Mariana, với độ sâu lên tới trên 10,6km.

Theo IE, robot được phát triển bởi Đại học Hàng không Vũ trụ Bắc Kinh, không giống những thiết bị thám hiểm biển sâu truyền thống vốn cồng kềnh và nặng nề.

Nó có thiết kế nhỏ gọn, linh hoạt và đặc biệt sở hữu khả năng "biến hình" độc đáo với cả chân và vây, cho phép vừa bò, vừa bơi hoặc lướt trong môi trường nước có áp suất cực cao và nhiệt độ thấp.

Công nghệ truyền động mềm - chìa khóa vượt qua giới hạn

Một trong những thách thức lớn nhất khi chế tạo robot cho môi trường biển sâu là làm sao để các bộ phận có thể chịu đựng được điều kiện khắc nghiệt, nơi áp suất có thể gấp hàng trăm lần so với bề mặt Trái Đất.

Để giải bài toán đó, nhóm nghiên cứu đã áp dụng công nghệ truyền động mềm, sử dụng cơ chế "snap-through" - chuyển đổi nhanh giữa hai trạng thái ổn định, giống như khi một chiếc thước nhựa bẻ cong đột ngột rồi bật ngược lại.

Điểm đặc biệt của bộ truyền động này là không thể nén được, nhờ đó nó có thể tích trữ nhiều năng lượng đàn hồi hơn khi chịu áp lực lớn.

Điều đó đồng nghĩa với việc, càng xuống sâu, các chuyển động của robot càng trở nên mạnh mẽ và linh hoạt hơn - một ưu điểm chưa từng có ở các robot biển sâu trước đây.

Trong cấu trúc của robot, nhóm phát triển đã tích hợp bộ truyền động mềm, bộ vi điều khiển, pin và các lò xo hợp kim ghi nhớ hình dạng. Các bộ phận này phối hợp nhịp nhàng để tạo ra các chuyển động như cử động chân, thu hoặc bung vây ngực, giúp robot chuyển đổi linh hoạt giữa các hình thức di chuyển phù hợp với địa hình dưới nước.

Từ phòng thí nghiệm đến rãnh Mariana

Trước khi được đưa xuống đáy biển, robot đã trải qua các thử nghiệm kỹ lưỡng trong bể cá tại phòng thí nghiệm. Sau đó, nó được vận chuyển bằng tàu ngầm có người lái để kiểm tra thực địa tại các khu vực biển sâu, trong đó có lỗ phun lạnh Haima ở độ sâu 1.384 m và rãnh Mariana - nơi được coi là "vực thẳm" của hành tinh.

Kết quả thử nghiệm cho thấy robot không chỉ có thể bò trên đáy biển mà còn có khả năng bơi và lướt uyển chuyển trong nước. Sự linh hoạt này giúp robot thích nghi tốt với nhiều địa hình khác nhau, từ nền đá không bằng phẳng cho đến vùng nước mở sâu thẳm - điều mà rất ít thiết bị thám hiểm hiện tại có thể làm được.

Khả năng di chuyển nhẹ nhàng, ít gây tác động đến môi trường xung quanh cũng mở ra nhiều cơ hội mới cho việc nghiên cứu các hệ sinh thái mong manh dưới biển sâu. Đây vốn là nơi con người ít khi đặt chân tới và vẫn còn là ẩn số trong nhiều lĩnh vực khoa học.

Song song với robot biến hình, nhóm nghiên cứu còn phát triển một thiết bị hỗ trợ quan trọng khác: kẹp mềm sử dụng cùng công nghệ truyền động mới. Khi gắn vào cánh tay của tàu ngầm, kẹp mềm đã giúp thu thập thành công các sinh vật biển như sao biển, nhím biển ở độ sâu tới 3.400 m mà không làm tổn thương chúng.

Mẫu vật sau đó được bảo quản an toàn trong các hộp chuyên dụng, phục vụ cho công tác nghiên cứu lâu dài. Việc thu thập thành công các sinh vật mỏng manh dưới đáy biển là một minh chứng rõ ràng cho tiềm năng ứng dụng của công nghệ truyền động mềm trong khoa học biển sâu.

Nhóm nghiên cứu kỳ vọng rằng, trong tương lai không xa, sự phát triển tiếp theo của robot biến hình và các bộ truyền động tiên tiến sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành thám hiểm đại dương.

Thay vì sử dụng những tàu ngầm cồng kềnh, các nhà khoa học có thể sử dụng đội quân robot nhỏ, thông minh, nhẹ nhàng để tiến hành khảo sát mà không làm xáo trộn hệ sinh thái.

"Chúng ta đang chứng kiến một bước ngoặt công nghệ có thể thay đổi hoàn toàn cách chúng ta tiếp cận đáy đại dương.

Với những thiết bị như vậy, chúng ta có thể thu thập dữ liệu chính xác hơn, tiếp cận các khu vực hiểm trở và tìm hiểu sâu hơn về sự sống ở những nơi tưởng như không thể tồn tại", đại diện nhóm nghiên cứu chia sẻ.