Robot mềm nhũn như con giun sẽ thay đổi thế giới như thế nào?

Trong nhiều thập kỷ, hình ảnh robot thường gắn liền với những cánh tay kim loại, bánh răng và các bộ khung cứng cáp. Tuy nhiên, một lĩnh vực mới mang tên robot mềm (soft robotics) đang thay đổi hoàn toàn cách con người thiết kế máy móc. Thay vì sử dụng các vật liệu cứng, robot mềm được chế tạo từ silicone, cao su, polymer đàn hồi hoặc vật liệu thông minh, cho phép chúng uốn cong, co giãn và biến đổi hình dạng giống như các sinh vật sống.

Ảnh: techcrunch

Nguồn cảm hứng lớn nhất của robot mềm đến từ thiên nhiên. Chẳng hạn, bạch tuộc có thể chui qua những khe hở cực nhỏ nhờ cơ thể gần như không có xương. Các kỹ sư đã mô phỏng đặc điểm này để tạo ra những cánh tay robot mềm có khả năng len lỏi vào các không gian chật hẹp mà robot truyền thống khó tiếp cận. Trong lĩnh vực y học, những thiết bị như vậy có tiềm năng hỗ trợ phẫu thuật ít xâm lấn hoặc đưa thuốc đến những vị trí khó tiếp cận trong cơ thể.

Ảnh: hackster

Sâu bướm cũng là một "người thầy" đặc biệt của ngành robot. Nhờ chuyển động co – duỗi nhịp nhàng, chúng có thể vượt qua nhiều loại địa hình khác nhau. Các robot lấy cảm hứng từ sâu bướm sử dụng các khoang khí hoặc sợi vật liệu co giãn để tạo chuyển động tương tự, rất phù hợp cho nhiệm vụ tìm kiếm cứu nạn trong các công trình bị sập hoặc đường hầm hẹp, nơi robot bánh xe khó hoạt động.

Một nguồn cảm hứng khác là sao biển và sứa. Những sinh vật này di chuyển nhờ sự phối hợp linh hoạt của các mô mềm với môi trường nước. Nhờ đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều robot mềm dưới nước có khả năng bơi nhẹ nhàng mà không làm ảnh hưởng nhiều đến sinh vật biển xung quanh. Chúng có thể hỗ trợ nghiên cứu hệ sinh thái san hô hoặc khảo sát các vùng biển nhạy cảm mà không gây hư hại như các thiết bị cứng.

Ảnh: m.cnbeta.com

Điểm mạnh lớn nhất của robot mềm là khả năng tương tác an toàn với con người. Do không có các cạnh sắc hay lực va chạm lớn, chúng đặc biệt phù hợp để hỗ trợ người cao tuổi, chăm sóc bệnh nhân hoặc làm việc cùng con người trong các nhà máy. Ngoài ra, một số robot mềm còn có thể thay đổi độ cứng của vật liệu theo yêu cầu, vừa mềm mại khi tiếp xúc với người, vừa đủ chắc chắn để nâng hoặc giữ đồ vật.

Dẫu vậy, robot mềm cũng đối mặt với nhiều thách thức. Việc điều khiển các vật liệu biến dạng liên tục phức tạp hơn nhiều so với robot truyền thống, trong khi nguồn năng lượng, cảm biến và độ bền của vật liệu vẫn là những vấn đề đang được cải thiện. Chính vì thế, các nhà khoa học đang kết hợp trí tuệ nhân tạo, vật liệu thông minh và công nghệ in 3D để tạo ra thế hệ robot mềm linh hoạt và hiệu quả hơn.

Có thể nói, robot mềm là minh chứng rõ nét cho xu hướng học hỏi từ thiên nhiên trong kỹ thuật hiện đại. Thay vì cố gắng chế tạo những cỗ máy ngày càng cứng cáp, con người đang nhận ra rằng đôi khi sự mềm dẻo, linh hoạt và khả năng thích nghi của sinh vật sống mới là chìa khóa mở ra tương lai của ngành robot.