Robot cua siêu nhỏ có thể tiêu diệt khối u

[june04]

Các kỹ sư ở Đại học Northwestern phát triển robot biết đi điều khiển từ xa nhỏ nhất thế giới có dạng một con cua peekytoe tý hon.

Robot cua siêu nhỏ hoạt động nhờ lực đàn hồi. Ảnh: Đại học Northwestern

Chỉ rộng nửa milimet, con cua có thể uốn cong, vặn xoắn, bò, đi, xoay vòng và thậm chí nhảy. Nhóm nghiên cứu cũng phát triển những robot nhỏ cỡ milimet mô phỏng sâu đo, châu chấu và bọ cánh cứng. Dù ở giai đoạn này, nghiên cứu mới chỉ mang tính khám phá, các tác giả tin chắc công nghệ có thể giúp hiện thực hóa những robot vi mô, chuyên thực hiện nhiệm vụ thực tế trong không gian chật hẹp. Họ mô tả về robot mới trên tạp chí Science Robotics hôm 25/5.

"Bạn có thể tưởng tượng về robot vi mô như một đặc vụ chuyên sửa chữa hoặc lắp ráp cấu trúc hay cỗ máy nhỏ trong công nghiệp hoặc trợ lý phẫu thuật giúp xử lý tắc nghẽn động mạch, ngăn chảy máu trong hoặc loại bỏ khối u, trong quá trình hạn chế xâm lấn hết mức có thể", John A. Rogers, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. "Công nghệ của chúng tôi cho phép hàng loạt phương thức chuyển động có kiểm soát, có thể di chuyển ở tốc độ trung bình tương đương nửa chiều dài cơ thể robot mỗi giây".

Nhỏ hơn một con bọ chét, robot cua không hoạt động nhờ phần cứng phức tạp, thủy lực học hay điện. Thay vào đó, robot sử dụng lực đàn hồi của cơ thể. Để chế tạo robot, Rogers và cộng sự ứng dụng một vật liệu hợp kim nhớ hình dạng, có thể biến đổi thành hình dạng "đã ghi nhớ" khi nóng lên. Trong trường hợp này, nhóm nghiên cứu dùng một chùm laser quét để làm nóng nhanh robot ở những vị trí khác nhau trên cơ thể nó. Một lớp phủ thủy tinh mỏng giúp robot quay trở lại hình dáng cũ khi nguội.

Khi robot thay đổi từ hình dạng ban đầu sang hình dạng đã ghi nhớ và ngược lại, quá trình tạo ra sự vận động. Chùm laser không chỉ điều khiển robot từ xa mà hướng quét laser còn quyết định hướng đi của robot. Ví dụ, quét từ trái sang phải sẽ khiến robot di chuyển từ phải sang trái. Rogers giải thích do robot rất nhỏ, tốc độ nguội rất nhanh. Trên thực tế, việc giảm kích thước robot cho phép chúng đi nhanh hơn.

Để sản xuất robot tí hon, Rogers và cộng sự sử dụng một kỹ thuật mà họ giới thiệu cách đây 8 năm, đó là phương pháp lắp ráp bật tự động. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu dựng tiền thân của robot cua theo hình học phẳng hai chiều. Sau đó, họ kết hợp các tiền thân thành chất nền cao su co giãn nhẹ. Khi nới lỏng chất nền sau khi kéo căng, quá trình uốn dọc xảy ra khiến robot cua bật về hình dạng 3 chiều. Với phương pháp sản xuất trên, nhóm nghiên cứu ở Đại học Northwestern có thể phát triển robot theo nhiều hình dáng và kích thước khác nhau.