Tháng 08, 2018
Chủ nhật
Thứ Tư, ngày 19/08/2015 11:00 AM (GMT+7)

NASA thử nghiệm robot với đôi chân bám dính kiểu tắc kè

NASA, cơ quan không gian Hoa Kỳ, đã trang bị cho loại robot leo với đôi chân có khả năng bám dính - một công nghệ mô hình theo loài tắc kè và nhện. Các robot này có thể làm công việc sửa chữa trên các phi thuyền không gian.

Phòng thí nghiệm động cơ phản lực (JPL) của NASA đã thành công trong việc sử dụng "gọng kìm kết dính mô phỏng chân tắc kè" để giúp một người nặng 100 kg bám dính vào tường và điều khiển một khối hình lập phương nặng 10 kg trong các cuộc thử nghiệm trong môi trường vi trọng lực.

Trong môi trường trọng lực trái đất, “gọng kìm” thế hệ mới nhất có khả năng nắm giữ một vật có trọng lượng lên đến 16 kg. Các “gọng kìm” này, được thiết kế đặc biệt dưới dạng bảng phẳng, sẽ được gắn liền với một mẫu robot LEMUR 3 (loại robot có các chi). 

NASA thử nghiệm robot với đôi chân bám dính kiểu tắc kè - 1

Hình ảnh mô phỏng cho thấy cách loại robot tương lai (được gọi là LEMUR) có thể kiểm tra và bảo trì các lắp đặt trên Trạm vũ trụ quốc tế. Loại robot này sẽ bám chắc vào mặt bên ngoài bằng cách sử dụng một hệ thống kết dính lấy cảm hứng từ con tắc kè.

Nhờ có các sợi lông cực nhỏ dưới lòng bàn chân, con tắc kè có thể bám dính lên tường một cách dễ dàng.

Công nghệ “kết dính kiểu chân tắc kè” hiện đang được phát triển đồng thời tại nhiều tổ chức tiên tiến khác nhau trên khắp thế giới, bao gồm cả cơ quan DARPA thuộc Bộ quốc phòng Mỹ và Đại học Stanford.

Thoạt nhìn, công nghệ này dường như là một sản phẩm ma thuật. Không giống như băng dính thông thường, loại “gọng kìm kiểu tắc kè” không có chất dính và không mất đi khả năng bám dính trong quá trình sử dụng - như NASA phát hiện rằng sau khi kết dính một bề mặt với các vât thể khác 30.000 lần liên tiếp mà hầu như không mất đi khả năng bám dính. Và trái ngược với Velcro (một loại chất kết dính), loại thiết bị kết dính này không cần thiết phải có một bề mặt "tương thích" mới có thể bám chắc vào.

Nguyên tắc quan trọng hỗ trợ cho loại công nghệ này chính là lực Van der Waals. Giống như bàn chân của nhện, “gọng kìm tắc kè” có chứa hàng ngàn sợi lông cực nhỏ. Do các điện tử (electron) xoay xung quanh hạt nhân nguyên tử ở khoảng cách không bằng nhau, chúng cùng nhau tạo thành một điện trường với các cực dương và âm. Các hạt tích điện dương hút các hạt tích điện âm xung quanh tạo nên “tính kết dính”. Những lực này chỉ hoạt động trong phạm vi một phần tỷ của một mét, vì vậy cần phải có những sợi lông cực nhỏ. Khi hàng triệu sợi lông này cùng hoạt động, chúng có thể tạo ra một lực lũy tích mạnh mẽ: một con nhện có thể nâng vật nặng gấp 170 lần khối lượng của nó trong khi leo lên cao theo một lực thẳng đứng trơn tru.

Tính kết dính được gia tăng bằng một lực đẩy xuống mạnh hơn và làm cho những sợi lông uốn cong hơn."Đây là cách con tắc kè thực hiện, bằng cách tăng trọng lực lên đôi chân của nó", Aaron Parness - kỹ sư NASA cho biết.

Lấy cảm hứng từ khả năng bám dính của bàn chân tắc kè, Aaron Parness và các đồng nghiệp nghiên cứu tạo ra loại vật liệu với các sợi lông tổng hợp mỏng hơn nhiều so với lông người.

Các đặc tính của loại vật liệu kỳ diệu này (với tính hiệu quả của nó không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, bức xạ hoặc các yếu tố khác) sẽ trở nên rất tiện dụng cho các phi hành gia làm việc trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS). NASA vốn đã chế tạo một loạt các miếng dính mà có thể được sử dụng để đính các vật thể khác nhau như clipboard (bìa kẹp hồ sơ) và các thiết bị cầm tay có thể đính vào tường trong điều kiện không trọng lượng (có thể sử dụng cho các mặt tường bên trong trạm không gian). 

NASA thử nghiệm robot với đôi chân bám dính kiểu tắc kè - 2

Các nhà nghiên cứu thuộc JPL đã lấy cảm hứng từ chân tắc kè (như hình ảnh hiển thị) trong việc thiết kế một hệ thống kết dính dùng trong không gian. Cũng như chân tắc kè có những sợi lông bám dính cực nhỏ, các thiết bị JPL có cấu trúc nhỏ hoạt động theo cách tương tự.

Ngoài ứng dụng trong việc tăng cường khả năng cho các robot, NASA tin rằng công nghệ này thậm chí có thể cách mạng hóa cách thức tương tác giữa phi thuyền không gian với môi trường bên ngoài."Cuối cùng, chúng tôi có thể “nắm giữ” các vệ tinh để sửa chữa, bảo dưỡng chúng và chúng tôi cũng có thể tóm lấy rác không gian và cố loại bỏ chúng khỏi đường đi", Parness giải thích.

Hà Phúc (Russia Today)

Tin đọc nhiều

Cách khôi phục lại các ứng dụng đã xóa trên Android Chỉ với vài thao tác đơn giản, bạn hoàn toàn có thể phục hồi...
Đoàn giám sát của Quốc hội làm việc với các đơn vị KH&CN tại TP.HCM Đoàn giám sát của Quốc hội đã ghi nhận những ý kiến đề xuất...
Quay màn hình trên Windows 10 mà không cần phần mềm Nếu đang sử dụng Windows 10, bạn có thể tận dụng nhanh thanh...
10 điều có thể bạn chưa biết về vùng biển sâu nhất thế giới Với những tiến bộ khoa học vượt bậc, hy vọng trong một tương...