Chế tạo robot siêu nhỏ sử dụng nhiên liệu lỏng

Các nhà khoa học từ lâu đã hướng đến việc tạo ra những con robot siêu nhỏ, có khả năng di chuyển trong các môi trường quá nguy hiểm hoặc con người không thể tiếp cận.

Giờ đây, một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Nam California đã đạt đột phá khi tạo ra một con “RoBeetle” (robot cỡ côn trùng), sử dụng nhiên liệu methanol và hệ thống cơ nhân tạo để bò trườn, leo trèo và chở vật nặng trên lưng trong 2 giờ liền.

Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Nam California đã đạt đột phá khi tạo ra một con “RoBeetle” (robot cỡ côn trùng). Ảnh: londondaily.com

Chỉ nặng 88mg và dài 15mm, RoBeetle là một trong những con robot tự hành nhỏ nhất và nhẹ nhất từ trước tới nay.

Nhà sáng chế Xiufeng Yang cho biết: “Chúng tôi muốn tạo ra một con robot có kích cỡ và cân nặng tương đương một con côn trùng thực sự”.

Vấn đề là hầu hết các robot đều cần mô-tơ để vận hành, khiến chúng trở nên đồ sộ và cần điện nên phải có pin. Các loại pin nhỏ nhất có thể nặng gấp 10-20 lần một con bọ hổ, loại côn trùng nặng 50mg mà nhóm nhà khoa học trên đã dùng làm điểm quy chiếu của mình. Để vượt qua điều này, ông Yang và các đồng nghiệp đã tạo một hệ thống cơ nhân tạo hoạt động dựa trên nhiên liệu lỏng, trong trường hợp này là methanol, có thể lưu trữ năng lượng nhiều hơn gấp 10 lần so với một viên pin có khối lượng tương tự.

“Cơ bắp” của RoBeetle được làm từ các sợi hợp kim nickel-titanium, được biết đến với cái tên Nitinol, có thể co lại khi gặp nóng, khác với hầu hết kim loại thường giãn nở ra khi nóng. Sợi hợp kim trên được phủ một lớp bột platinum, có tác dụng làm chất xúc tác cho việc đốt cháy methanol dạng hơi. Khi hơi bốc lên từ buồng nhiên liệu của RoBeetle được đốt cháy trên bột platinum, các sợi hợp kim co lại, và một loạt van siêu nhỏ sẽ đóng lại để ngăn việc đốt cháy. Sau đó, các sợi hợp kim lạnh dần và nở ra, khi đó các van được mở và quá trình trên được lặp lại cho đến khi nhiên liệu được tiêu thụ hết. Các cơ nhân tạo có thể co giãn của RoBeetle được kết nối với các chi thông qua một cơ chế truyền dẫn, cho phép con robot này bò trườn.

Nhóm nhà khoa học trên đã thử nghiệm robot siêu nhỏ của mình trên những địa hình phẳng và các mặt nghiêng, làm bằng nhiều chất liệu khác nhau, từ nhẵn trơn như thủy tinh, đến ráp như miếng đệm.

RoBeetle có thể mang trên lưng vật nặng gấp 2,6 lần trọng lượng của mình và vận hành 2 giờ với thùng năng lượng đầy. Nếu so sánh, con robot sử dụng pin nhỏ nhất nặng 1g và có thể vận hành 12 phút.

Trong tương lai, các robot siêu nhỏ có thể được sử dụng các sứ mệnh tìm kiếm cứu hộ sau thảm họa thiên nhiên. Ngoài ra, chúng cũng có thể hỗ trợ các nhiệm vụ như thụ phấn nhân tạo hoặc giám sát môi trường.