Robot tự hành kích thước hạt muối với tiềm năng ứng dụng rộng

Robot siêu nhỏ với cơ chế di chuyển và “giao tiếp” đặc biệt

Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Pennsylvania phối hợp với Đại học Michigan của Mỹ đã phát triển một mẫu robot tự hành có kích thước chỉ khoảng 200 x 300 x 50 micromet, nhỏ hơn cả hạt muối nhưng được trang bị đầy đủ cảm biến và bộ xử lý cho phép hoạt động độc lập trong môi trường lỏng. Thiết kế này được đánh giá là một bước tiến trong lĩnh vực robot kích thước vi mô.

Robot siêu nhỏ tự hành có “vũ điệu giao tiếp” mở ra ứng dụng y sinh và công nghiệp.

Do kích thước hạn chế khiến việc sử dụng bánh xe hoặc chi tiết cơ khí truyền thống khó thực hiện, nhóm nghiên cứu đã áp dụng hệ thống đẩy ion, tạo ra điện trường tác động lên các ion trong dung dịch để điều phối di chuyển của robot. Cách tiếp cận này giúp robot không cần bộ phận chuyển động cơ học mà vẫn linh hoạt trong di chuyển, hoạt động bền bỉ ngay cả khi bị tác động vật lý nhẹ.

Để điều khiển đội robot này, các kỹ sư sử dụng ánh sáng chiếu vào pin mặt trời tích hợp trên thân máy, từ đó truyền lệnh hoạt động tập thể. Đáng chú ý, robot có khả năng biểu diễn các chuyển động lắc lư đặc trưng - một dạng “vũ điệu” mô phỏng hành vi giao tiếp đặc thù - nhằm gửi dữ liệu thu thập được như nhiệt độ môi trường về trạm kiểm soát. Cách thức này tương tự như cách loài ong mật sử dụng điệu nhảy để truyền tải thông tin trong bầy.

Tiềm năng ứng dụng và triển vọng tương lai

Với chi phí sản xuất chỉ khoảng 1 xu Mỹ (tương đương khoảng 250 đồng) mỗi robot, nhóm nghiên cứu cho biết đây mới chỉ là bước đầu trong quá trình phát triển thiết kế và công nghệ. Mức giá thấp này mở đường cho khả năng sản xuất hàng loạt thành viên trong “đội quân” robot siêu nhỏ phục vụ nhiều mục đích khác nhau.

Trong tương lai gần, các robot dạng này có thể được sử dụng trong các ứng dụng y sinh như dẫn thuốc trực tiếp đến tế bào bệnh, can thiệp ở quy mô vi mô mà các công cụ hiện tại không thực hiện được. Bên cạnh đó, robot có thể góp phần trong các chu trình sản xuất rất nhỏ để hỗ trợ kiểm soát chất lượng, lắp ráp vi mô hoặc giám sát môi trường ở các khu vực mà con người và robot lớn khó tiếp cận.

Khả năng giao tiếp thông qua các chu kỳ di chuyển đặc biệt cũng mở ra hướng nghiên cứu mới giúp robot tự tổ chức, trao đổi dữ liệu hoặc phản hồi tín hiệu trong các hệ thống phức tạp. Các nhà khoa học cho rằng những tiến bộ này có thể thúc đẩy phát triển robot thông minh trong các lĩnh vực khoa học đời sống và công nghiệp tự động hóa.

Nguyên Bách