Phát triển loại robot dưới nước lấy cảm hứng từ giun dẹp
26/02/2025
13 Lượt xem
Nếu một robot được sử dụng để thu thập dữ liệu trong môi trường nước nhạy cảm, nó không nên có cánh quạt quay tròn có thể gây hại cho động vật hoang dã hoặc bị mắc vào cỏ dại. Một con robot mới giải quyết vấn đề đó bằng cách sử dụng cơ chế bơi lấy cảm hứng từ giun dẹp.
Mặc dù giun dẹp biển thường ở dưới đáy biển, chúng có thể bơi qua vùng nước thoáng bằng cách uốn lượn cơ thể mỏng, phẳng của mình. Một loạt các đợt sóng di chuyển bắt đầu từ phía trước cơ thể giun và lăn về phía sau, đẩy nó về phía trước.
Các nhà khoa học tại trường đại học EPFL của Thụy Sĩ hiện đã sao chép hành động đó trong một con robot nhỏ không có dây buộc có thể di chuyển theo mọi hướng trên bề mặt nước. Thiết bị chạy bằng pin này chỉ nặng 6 gram. kích thước dài 45 mm và rộng 55 mm.
Hệ thống đẩy kết hợp hai màng cao su mềm, linh hoạt, dày 6 mm đóng vai trò như vây ngực. Mỗi vây này được kết nối với bộ truyền động điện thủy lực riêng, tạo ra sóng truyền qua màng. Một hệ thống điều khiển điện tử trên tàu cung cấp tới 500 vôn cho mỗi bộ truyền động đó với công suất chỉ 500 miliwatt.
Robot này lý tưởng để sử dụng trong các môi trường như ao hồ, nơi nó sẽ không làm tổn thương động vật hoặc bị vướng vào các mảnh vụn.
Sử dụng thiết lập này, robot có khả năng lướt trên bề mặt với tốc độ lên đến 12 cm (4,7 in) mỗi giây. Nó thực sự cải thiện cơ chế của giun dẹp, vì vây của nó lượn sóng nhanh hơn cơ thể giun 10 lần. Hơn thế nữa, cùng với khả năng di chuyển về phía trước và rẽ sang hai bên, robot cũng có thể di chuyển sang ngang hoặc lùi lại nếu lắp thêm hai bộ truyền động. Thêm vào đó, nó được cho là không tạo ra bất kỳ tiếng ồn nào của động cơ.
Nguyên mẫu hiện tại có cảm biến ánh sáng đóng vai trò như đôi mắt thô sơ, cho phép nó tự động theo dõi các nguồn sáng chuyển động. Nó cũng có thể đẩy các vật thể nổi nặng hơn 16 lần trọng lượng cơ thể của nó. Các ứng dụng khả thi của phiên bản robot tiên tiến hơn có thể bao gồm giám sát môi trường, theo dõi ô nhiễm và thực hiện các nhiệm vụ nông nghiệp chính xác trong các điều kiện như ruộng lúa ngập nước.
"Chúng tôi muốn kéo dài thời gian hoạt động và tăng cường tính tự chủ", Florian Hartmann, cựu nghiên cứu viên EPFL, hiện là trưởng nhóm nghiên cứu tại Viện Hệ thống thông minh Max Planck của Đức cho biết.
Những hiểu biết cơ bản thu được từ dự án này không chỉ thúc đẩy khoa học về robot lấy cảm hứng từ sinh học mà còn đặt nền tảng cho các hệ thống robot thực tế, giống như thật, hòa hợp với thiên nhiên.