Được chế tạo từ thức ăn cho cá và vật liệu không độc hại, những robot nhỏ bé vừa có khả năng thu thập dữ liệu môi trường, vừa hoàn toàn phân hủy sinh học, mở ra hướng đi mới cho công nghệ thân thiện với thiên nhiên.

Nếu bạn thả một con robot xuống môi trường nước mà không có ý định thu hồi lại, tốt nhất là robot đó nên có khả năng phân hủy sinh học. Các nhà khoa học tại Thụy Sĩ thậm chí đã tiến thêm một bước, tạo ra những robot nhỏ dưới nước có thể bị cá ăn sau khi hoàn thành nhiệm vụ.

Hiện nay, một số loại “vi rô-bốt” thử nghiệm có thể mang theo cảm biến và thiết bị điện tử, được thả vào các khu vực tự nhiên để thu thập hoặc truyền dữ liệu môi trường trong lúc di chuyển. Thông thường, sau khi hoàn tất nhiệm vụ, các thiết bị này vốn nhỏ gọn và giá rẻ sẽ bị bỏ lại. Vì vậy, phần vỏ của chúng thường được làm từ vật liệu phân hủy sinh học. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất, các thành phần như nhựa không phân hủy và hóa chất độc hại vẫn thường được sử dụng.

Giáo sư Dario Floreano, nghiên cứu sinh tiến sĩ Shuhang Zhang và cộng sự tại Đại học EPFL (Thụy Sĩ) đang nỗ lực thay đổi điều này với những robot dưới nước thế hệ mới. Mỗi robot dài khoảng 5 cm, nặng trung bình 1,43 gram, có thể di chuyển với tốc độ từ nửa đến ba lần chiều dài cơ thể mỗi giây. Điều đặc biệt là robot được làm từ thức ăn cho cá. Cụ thể, lớp vỏ được tạo nên từ thức ăn cá thương mại đã nghiền thành bột, trộn với chất kết dính sinh học, ép khuôn thành hình thuyền sau đó sấy khô bằng kỹ thuật đông khô. 

Bên trong thân robot là khoang chứa hỗn hợp bột gồm axit citric và baking soda đều là các chất an toàn. Khoang này được bịt kín bằng một nút gel ở đáy và kết nối với bể vi lưu chứa propylene glycol, tạo thành phần trên của thân robot. Khi robot được đặt lên mặt nước, nước sẽ từ từ thấm qua nút bán thấm, hòa với hỗn hợp bột, tạo ra khí CO₂. Lượng khí này làm giãn nở khoang chứa và đẩy glycol ra phía sau robot qua một lỗ nhỏ.

Nhờ hiệu ứng Marangoni – hiện tượng giảm sức căng bề mặt do glycol tạo ra, robot được đẩy về phía trước. Đây là cơ chế mà một số loài côn trùng sống dưới nước như bọ nước cũng sử dụng. Đáng chú ý là glycol này không gây hại cho môi trường.

Thân robot làm từ thức ăn thương mại cho cá được đúc khuôn và đông khô, cùng với các vật liệu phân hủy sinh học khác.

Vậy những robot này sẽ được sử dụng như thế nào?

Ban đầu, người ta có thể thả một nhóm robot lên mặt ao, hồ hoặc các vùng nước khác. Khi chúng di chuyển ngẫu nhiên, các cảm biến trên thân sẽ thu thập dữ liệu như nhiệt độ nước, độ pH và mức độ ô nhiễm. Dữ liệu này có thể được truyền không dây hoặc thu thập từ các robot còn hoạt động.

Cuối cùng, khi lớp vỏ bị thấm nước và trở nên mềm, robot sẽ chìm xuống và có thể bị cá hoặc sinh vật khác ăn. Trên thực tế, một ứng dụng tiềm năng khác là dùng robot để phân phối thức ăn có chứa thuốc trong các trang trại nuôi cá.

Ngay cả khi không bị ăn, toàn bộ thân robot vẫn sẽ tự phân hủy sinh học. Tuy nhiên, thách thức hiện nay là làm thế nào để các cảm biến và thiết bị điện tử bên trong cũng có thể phân hủy sinh học thậm chí là có thể ăn được. Giáo sư Floreano chia sẻ: "Việc thay thế rác thải điện tử bằng vật liệu phân hủy sinh học đang là đề tài nghiên cứu sôi nổi. Tuy nhiên, việc sử dụng vật liệu ăn được, vừa có giá trị dinh dưỡng vừa đảm nhận chức năng cụ thể vẫn chưa được khai thác đúng mức và có thể mở ra nhiều tiềm năng cho sức khỏe con người, động vật".

Nguồn: vietq.vn