Tháng 12, 2017
Thứ bảy
Thứ Tư, ngày 06/12/2017 00:00 AM (GMT+7)

Cơ bắp nhân tạo dẻo dai như người nhưng khỏe hơn gấp ngàn lần

Lấy cảm hứng từ nghệ thuật origami, các nhà khoa học Mỹ đã cho ra đời một loại cơ bắp nhân tạo mới giúp robot nâng được vật nặng gấp 1.000 lần trọng lượng của nó.

Robot mềm mại và dẻo dai đã có những bước nhảy vọt trong thập niên qua khi các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới không ngừng thử nghiệm các loại vật liệu khác nhau để biến một cỗ máy thô cứng thành một cơ thể uyển chuyển như động vật, giúp chúng có thể bắt chước được những thao tác thật tự nhiên như các sinh vật sống.

Tuy nhiên, hầu hết các trường hợp sự dẻo dai của robot tỷ lệ nghịch với độ bền bỉ của chúng do vật liệu mềm mại thường không chịu được sự va đập mạnh. Điều này khiến những robot linh hoạt bị hạn chế trong phần lớn các thao tác.

Nhưng giờ đây, các nhà nghiên cứu ở Viện Wyss thuộc Phòng thí nghiệm Khoa học máy tính và Trí tuệ nhân tạo (CSAIL) của Đại học Harvard vừa tạo ra loại cơ bắp nhân tạo lấy cảm hứng từ origami (nghệ thuật xếp giấy Nhật Bản) làm tăng sức mạnh mềm cho robot, và không những thế, còn giúp robot nâng được vật nặng gấp 1.000 lần so với khối lượng của chúng.

Cơ bắp nhân tạo phát triển lấy cảm hứng từ origami có thể nâng được vật nặng gấp 1.000 lần so với khối lượng cơ thể của nó. Ảnh: Shuguang Li/Wyss.

Cơ bắp nhân tạo phát triển lấy cảm hứng từ origami có thể nâng được vật nặng gấp 1.000 lần so với khối lượng cơ thể của nó. Ảnh: Shuguang Li/Wyss.

Loại cơ bắp nhân tạo này chỉ sử dụng áp lực của không khí và nước để nâng vật. Mỗi cơ bắp như vậy sẽ có một bộ khung xương bên trong được tạo nên từ các loại vật liệu khác nhau, chẳng hạn như cuộn dây kim loại hay miếng nhựa được gấp xếp thành một hình dạng nhất định và được bơm đầy bên trong bởi khí hay nước. Bên ngoài là một túi nhựa giả chất liệu da.

Một không gian nhỏ bên trong túi là môi trường chân không, giúp chuyển động không làm cơ bắp không bị sụp đổ vào bộ khung bên trong. Tân tiến hơn nữa, chính là loại cơ bắp này có thể tự xác định được nguồn và hướng của lực tác động để tự thay đổi hình dạng cần thiết nhằm tối ưu hóa sức nâng; điều này được xác định bởi hình dạng và thành phần của bộ khung.

“Một trong những điểm nổi bật của sản phẩm này chính là khả năng tự nhận diện nguồn và hướng của lực tác động, theo hệ thống được lập trình từ trước. Điều này giúp cơ bắp có thể nâng bất cứ vật gì và chuyển động trong khi vẫn giữ vật đó theo đủ các hướng khác nhau.

Phương pháp này khiến ta không cần một thiết bị điều khiển, cũng như nó rất nhỏ gọn và linh hoạt, thích hợp cho các thiết bị nhỏ mang tính di động. Hay nhìn xa hơn, có thể áp dụng loại cơ bắp nhân tạo này để nâng vật nặng mà không cần dùng đến cả hệ thống máy móc nặng nề cồng kềnh,” tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Shuguang Li, cho biết.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hàng chục loại vật liệu khác nhau như lò xo kim loại và thử tạo thành rất nhiều hình dạng khác nhau, để tạo ra loại cơ có thể co lại chỉ còn 10% kích cỡ ban đầu hay giãn nở ra hết cỡ. Loại cơ bắp nhân tạo này có thể mở rộng từ kích cỡ ban đầu là vài milimet đến hơn 1 mét nhưng vẫn giữ được những tính năng như ban đầu.

Khả năng nâng vật của cơ bắp này rất ấn tượng khi so sánh với các loài động vật trong tự nhiên. Chỉ với 2,6 gram cơ nhân tạo nó có thể nâng được 3 kg vật chất, so sánh tương quan như việc một con nhím có thể nâng được cả chiếc xe hơi. Ngoài ra, loại cơ bắp này có thể được tạo ra chỉ trong 10 phút với giá chỉ trên dưới 1 USD. Giá thành rẻ giúp các nhà khoa học dễ dàng tạo ra để thử nghiệm rồi hủy bỏ nếu chưa đạt.

“Các loại cơ bắp nhân tạo dùng cho robot trước giờ vẫn bám theo lối đi truyền thống là mô phỏng giống người và đồng vật, nhưng loại cơ bắp của Viện Wyss sẽ còn hơn thế, nó sẽ có những khả năng vượt xa giới hạn của động vật trong tự nhiên,” Tiến sĩ Donald Ingber, nhà nghiên cứu các dự án mô phỏng sinh học lên công nghệ máy tính, cho biết.

Quang Niên (Innovation Toronto)

Tin đọc nhiều

Khởi nghiệp bằng dự án bán những bức ảnh tuyệt đẹp về Trái Đất Dự án khởi nghiệp này nhằm nâng cao nhận thức của con người...
Sao lưu và phục hồi tin nhắn đã xóa trên Zalo Chỉ với vài thao tác đơn giản, bạn có thể phục hồi lại toàn...
Nông nghiệp thông minh với IoT và điện toán đám mây Việc ứng dụng IoT vào nông nghiệp hiện nay không còn quá...
Các nhà khoa học Harvard hóa giải "nỗi oan nghìn năm" cho thời tiết Sau khi nghiên cứu 11 triệu hồ sơ y tế, các nhà khoa học tại...