Robot siêu nhỏ đi được nhờ vào laser
Sự hợp tác do Đại học Cornell danh tiếng của Mỹ dẫn đầu đã tạo ra loại robot siêu nhỏ đầu tiên có thể đi lại nhờ vào sự kết hợp các thành phần bán dẫn với các tín hiệu điện tử tiêu chuẩn.
Robot siêu nhỏ có thể di chuyển là sự tiến bộ mới nhất về những sáng tạo liên quan đến kích thước nano của các giáo sư Đại học Cornell, Mỹ
Theo các giáo sư tham gia nghiên cứu, robot mới cung cấp một khuôn mẫu để xây dựng các phiên bản thậm chí còn phức tạp hơn việc sử dụng trí tuệ máy móc dựa trên silicon thông minh và có thể được sản xuất hàng loạt để di chuyển qua mô và máu của người vào một ngày nào đó trong tương lai. Sự hợp tác đặc biệt này được dẫn đầu bởi Giáo sư vật lý Đại học Cornell Itai Cohen, Giáo sư khoa học vật lý Paul McEuen và cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Marc Miskin, hiện là trợ lý giáo sư tại Đại học Pennsylvania, Mỹ. Báo cáo của nhóm nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí khoa học đa ngành Nature.
Robot siêu nhỏ có thể di chuyển là sự tiến bộ mới nhất về những sáng tạo liên quan đến kích thước nano của hai giáo sư Cohen và McEuen. Robot mới dày khoảng 5 micron (một micron bằng một phần triệu mét), rộng 40 micron và dài từ 40 đến 70 micron. Mỗi robot gồm một mạch đơn giản được làm từ quang điện silicon, về cơ bản hoạt động như thân và não, và bốn thiết bị truyền động điện hóa có chức năng hoạt động như chân.
Nhóm nghiên cứu điều khiển robot bằng cách kích hoạt, nhấp nháy các xung laser ở các quang điện khác nhau, mỗi quang điện sẽ tích điện cho một bộ chân riêng biệt. Robot di chuyển được nhờ vào sự chuyển đổi qua lại tia laser giữa quang điện ở mặt trước và mặt sau. Mặc dù robot này là loại công nghệ cao, nhưng chúng hoạt động với điện áp thấp khoảng 200 milivon và công suất thấp vào khoảng 10 nanowat, mà vẫn mạnh mẽ so với kích thước của chúng. Robot mới cũng có thể được chế tạo song song khoảng 1 triệu robot nằm gọn trên một tấm wafer silicon 4 inch, vì chúng được chế tạo với quy trình in thạch bản tiêu chuẩn.
Hiện nhóm nghiên cứu đang tìm cách để trang bị cho robot các thiết bị điện tử phức tạp hơn cùng với quy trình tính toán tích hợp, những cải tiến được kỳ vọng có thể giúp hàng loạt robot siêu nhỏ thâm nhập được vào mạch máu hoặc thăm dò lượng lớn bộ não người. “Tôi nghĩ những cỗ máy như thế này có thể đưa chúng ta vào các loại thế giới tuyệt vời vốn quá bé nhỏ để nhìn thấy”, tiến sĩ Marc Miskin nói.
Theo Sam Stanton, giám đốc chương trình của Văn phòng Nghiên cứu Quân đội, một thành viên của Phòng Thí nghiệm nghiên cứu quân đội thuộc Bộ Chỉ huy phát triển khả năng chiến đấu của Mỹ, bước đột phá nghiên cứu mới mang đến cơ hội khoa học thú vị để điều tra những câu hỏi mới liên quan đến vật lý của vật chất hoạt động, và còn có thể mở đường cho các vật liệu robot tương lai.
Robot tí hon có thể "uống rượu" thay pin để hoạt động
Các nhà khoa học tại trường ĐH Nam California đã chế tạo thành công một robot với trọng lượng chỉ 88 miligam, và không cần dùng pin để hoạt động.
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.
Robot tí hon hoạt động bằng rượu metylic thay vì chạy pin như các robot khác
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.
Robot thay con người từ việc thủ công đến trí tuệ Robot từng được dùng để thay thế lao động phổ thông, nay đã đe dọa cả nhân viên văn phòng, trực điện thoại hay kiểm soát chất lượng. Khi đặt phòng tại một số khách sạn ở Mỹ những ngày này, bạn sẽ được một robot quản gia tiếp đón dưới sảnh và phục vụ đồ dùng hàng ngày. Thậm chí, trang web...