Tháng 07, 2017
Thứ bảy
Thứ Sáu, ngày 30/06/2017 10:00 AM (GMT+7)

Robot rắn tự hành khám phá lòng đất Sao Hỏa

Kỷ nguyên mới về thăm dò vũ trụ của con người sẽ bắt đầu trong vài thập niên tới, rất nhiều sứ mệnh đã được vẽ ra và tham vọng nhất là việc đưa con người lên Sao Hỏa

Trong thập niên tiếp theo, con người sẽ đưa rất nhiều những sứ mệnh vào khắp mọi nẻo đường trong Hệ Mặt Trời. Trước mắt chúng ta sẽ đưa những phi hành đoàn trở lại Mặt Trăng hay khám phá những thiên thạch nhỏ gần Trái Đất, đưa con người đến Sao Hỏa, đưa tàu thăm dò đến các vệ tinh Europa, Enceladus, Titan của Sao Mộc và Sao Thổ.

Ở các sứ mệnh khác nhau, chúng ta sẽ chế tạo những tàu thăm dò khác nhau để phù hợp với môi trường của hành tinh đó. Ví dụ nếu đưa tàu vào bên trong Titan, nơi có lực hấp dẫn thấp và bầu khí quyển dày đặc, thì máy bay không người lái sẽ là lựa chọn tốt nhất.

Nhưng khi đến những thiên thể đất đá như các tiểu hành tinh, Mặt Trăng hay Sao Hỏa, thứ máy móc tốt nhất sẽ là những chú robot tự hành, mà ý tưởng mới đây nhất là những chú rắn robot, có khả năng chui luồn lách xuống bên dưới bề mặt của các thiên thể.

Đồ họa máy tính về robot với cảm hứng thiết kế từ chuyển động của loài rắn, có thể luồn lách dễ dàng vào bên dưới bề mặt của Sao Hỏa để thăm dò. Ảnh: SERPEX.

Đồ họa máy tính về robot với cảm hứng thiết kế từ chuyển động của loài rắn, có thể luồn lách dễ dàng vào bên dưới bề mặt của Sao Hỏa để thăm dò. Ảnh: SINTEF.

Ý tưởng này được đề xuất từ ba năm trước bởi Quỹ Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp (SINTEF), tổ chức nghiên cứu độc lập lớn nhất ở Scandinavia. Trong dự án SERPEx hợp tác với ESA, họ bắt đầu nghiên cứu về robot có thể bắt chước cách di chuyển của loài rắn để giúp các phi hành gia trên Trạm Không gian Quốc tế (ISS).

Nhưng Aksel Transeth, một nhà nghiên cứu cao cấp tại SINTEF, cho biết ý tưởng này sẽ vượt xa hơn cả ISS: “Ứng dụng đầy tham vọng của ý tưởng này gồm thăm dò địa chất trên các sao chổi và Mặt Trăng. Một robot hình rắn sẽ hỗ trợ các phi hành gia của ISS bảo dưỡng trang thiết bị, nhưng xa hơn chúng ta có thể làm được nhiều thứ khác nữa.”

So với những thiết bị thám hiểm khác, điểm nổi trội của robot rắn chính là sự linh hoạt và di động của nó. Trong hai thập niên vừa qua, NASA đã khám phá hành tinh đỏ với những tàu thăm dò tự hành, bắt đầu với Pathfinder và Sojourner vào năm 1997, Spirit và Opportunity vào năm 2003, và gần đây nhất là Curiosity vào năm 2012. Trong tương lai, họ sẽ đưa lên đây Mars 2020.

Ở bất cứ cỗ máy tự hành nào, chúng đều có 6 bánh xe và tiến hành thực hiện các thí nghiệm khoa học bằng những dụng cụ gắn trên các cánh tay robot. Tuy nhiên, dù tiến hành được nhiều thí nghiệm khoa học, nhưng việc khó khăn nhất vẫn là khả năng di chuyển của chúng.

Lấy ví dụ, sau 5 năm trên Sao Hỏa, tàu tự hành Spirit đã bị mắc kẹt trong một vùng đất mềm và kết thúc sứ mệnh ở đó. Trong khi những sứ mệnh thành công khác đã may mắn không bị vướng lại ở đâu, nhưng chúng vẫn chưa tìm hiểu được ở những địa điểm hiểm trở.

Từ đó, các nhà khoa học ở SINTEF quyết định giải quyết những khó khăn này bằng một biomimicry - robot mô phỏng các chức năng và đặc điểm của cơ thể sinh vật sống. Bằng cách kết hợp một thiết bị định vị và khả năng bò trườn của loài rắn, robot rắn mới này hy vọng sẽ tiếp cận được những địa điểm mà các sứ mệnh trong quá khứ không thể đến được.

Nhà nghiên cứu Pål Liljebäck và Aksel Transeth của SINTEF cùng Knut Robert Fossum của CIRiS đang thử nghiệm với mô hình mẫu một robot rắn. Ảnh: SINTEF.

Nhà nghiên cứu Pål Liljebäck và Aksel Transeth của SINTEF cùng Knut Robert Fossum của CIRiS đang thử nghiệm với mô hình mẫu một robot rắn. Ảnh: SINTEF.

Trong mô hình mà Transeth cùng các cộng sự của mình đang thiết kế, con rắn robot sẽ được đưa đến một vị trí nào đó bởi một chiếc tàu tự hành khác, rồi lúc này chú rắn mới tự do luồn lách vào những không gian hẹp và khó tiếp cận. Điều này sẽ giúp tiết kiệm điện năng cho robot rắn khi không phải di chuyển ở những nơi dễ đi.

Chú rắn robot sẽ gửi nhận tín hiệu liên tục với chiếc xe tự hành để có thể nhận biết được vị trí hiện tại và cung cấp năng lượng điện. Theo cách này, robot rắn giống như một cánh tay nối rời của những robot tự hành, nhưng nó khác hơn ở chỗ có thể linh hoạt di chuyển.

Khi thực hiện thăm dò ở Sao Hỏa, việc thu thập những mẫu vật là rất quan trọng để thực hiện những nghiên cứu khoa học cho các cơ quan hàng không. Tàu tự hành Curiosity đã phát hiện sự hiện diện của khoáng hydrate và đất sét trong những mẫu đá được xác nhận là ấm áp và ẩm ướt hơn.

Và trong tương lai, các nhà khoa học hy vọng sẽ tìm ra được những chất vi lượng khác mà chỉ tồn tại bên dưới bề mặt của hành tinh này. Chính vì thế, một robot rắn với khả năng luồn lách mọi địa hình sẽ có vai trò rất quan trọng trong việc này.

ESA những năm gần đây đã cam kết sẽ nghiêng sang thực hiện nghiên cứu về sao chổi, cam kết này bao gồm việc gửi tàu thăm dò Rosetta và tàu đổ bộ Philae đến sao chổi 67P/Tsjurjumov–Gerasimenko vào năm 2014.

Tàu đổ bộ tự hành Philae thật không may khi gặp những vấn đề về kỹ thuật, nhưng ESA cho biết trong tương lai sẽ khắc phục được những vấn đề này khi gửi một robot rắn lên sao chổi rồi chôn nó vào bên trong lòng đất để tiến hành nghiên cứu.

Trước mắt, các phi hành gia ở ISS sẽ là những người đầu tiên sử dụng công nghệ robot rắn này để thực hiện các thí nghiệm khoa học và duy trì, bảo dưỡng các thiết bị ở trạm. SERPEX chắc chắn sẽ cho thấy sự hữu ích của mình khi hoạt động ở ISS.

Quang Niên (Science Alert)

Tin đọc nhiều

Cuộc đời nhà khoa học nữ thiên tài vượt mọi định kiến Cuộc đời ngắn nhưng quý giá của nữ giáo sư bạc mệnh 40 tuổi...
Số phận long đong chiếc túi dính bụi Mặt Trăng của Neil Armstrong Một khách hàng giấu mặt đã trở thành chủ nhân mới của chiếc...
Nhà khoa học tuyên bố giúp người chết não sống lại Sau khi bị phản đối và ngăn chặn ở Ấn Độ, Tiến sĩ Sergei...
Chỉ 1% doanh nghiệp nông nghiệp làm nông nghiệp hữu cơ Số liệu của Tổng cục Thống kê chỉ có 1% trong số 4.500 doanh...