Mục lục[Ẩn giấu][Chỉ]
Bạn nghĩ đến điều gì khi nghe từ “người máy”? Hầu hết mọi người sẽ hình dung ra một cỗ máy kim loại chạy bằng điện. Trong khi nhiều tiến bộ đang được thực hiện để đạt được các loại robot thường thấy trong khoa học viễn tưởng, có một nhánh khác của robot có thể khiến bạn ngạc nhiên.
Vài năm gần đây chứng kiến sự gia tăng quan tâm đến người máy thân mềm. Những loại robot này có thể đạt được theo nhiều cách khác nhau. Tuy nhiên, chủ đề chung là việc sử dụng các vật liệu đàn hồi để tạo ra các robot vừa an toàn vừa có thể thích nghi trong nhiều bối cảnh khác nhau.
Các robot thân cứng truyền thống, chẳng hạn như những gì bạn có thể tìm thấy trong một nhà máy bán tự động, thường không phù hợp với một số môi trường nhất định. Những loại robot này thường dựa vào các chuyển động và thuật toán chính xác để ngăn va chạm. Vật liệu được sử dụng cũng có thể gây nguy hiểm khi sử dụng gần người.
Có rất nhiều phòng nghiên cứu trên toàn thế giới đang cố gắng tạo ra loại robot thân mềm lý tưởng.
Trong blog này, chúng ta sẽ xem xét một sự phát triển gần đây của Đại học Hồng Kông Trung Quốc - cái gọi là robot chất nhờn từ tính. Chúng ta cũng sẽ khám phá các ứng dụng thực tế của công nghệ mới và những hạn chế hiện tại của nó.
Robot mềm là gì?
Robot mềm là một lĩnh vực phụ của robot nhằm mục đích thiết kế và phát triển các robot được cấu tạo từ các vật liệu tuân thủ.
Chúng tôi có nghĩa là gì khi tuân thủ? Thuật ngữ "tuân thủ" trong kỹ thuật cơ khí dùng để chỉ một loại cơ chế đạt được chuyển động thông qua biến dạng đàn hồi. Điều này trái ngược với các cơ quan cứng nhắc điển hình mà bạn có thể thấy trong các robot hiện tại.
Trong khi nhiều robot thân cứng sử dụng các thành phần mềm một cách chiến lược, nghiên cứu về robot mềm thường hướng tới một cỗ máy hoàn toàn mềm.
Bạn có thể tự hỏi làm thế nào một robot mềm sẽ di chuyển. Các nhà nghiên cứu đã phải nghĩ ra những cách mới để điều khiển robot mềm mà không có khung kim loại thường thấy ở nhiều loại robot cứng nhắc.
Một số nhà nghiên cứu sử dụng lực tĩnh điện để thay đổi hình dạng của vật liệu. Các robot mềm khác sử dụng các polyme đặc biệt có thể thay đổi hình dạng khi nhiệt được đưa vào vật liệu. Những vật liệu này sẽ ghi nhớ hình dạng ban đầu của chúng ngay cả sau nhiều lần thay đổi nhiệt độ.
Sử dụng kích hoạt từ tính
Các nhà nghiên cứu cũng đã xem xét việc tạo ra các robot mềm được kích hoạt từ tính. Các nhà nghiên cứu từ Đại học Hồng Kông Trung Quốc đang đi tiên phong trong việc dạng robot thân mềm mới sử dụng nam châm để điều khiển một robot "chất nhờn" dựa trên chất lỏng không phải Newton.
Các nhà nghiên cứu đã thử sử dụng một loại vật liệu khác với nghiên cứu trước đây về robot thân mềm có từ tính.
Nghiên cứu trước đã sử dụng silicone hoặc ferrofluid đã đến với những hạn chế của chúng. Robot mềm dựa trên chất đàn hồi hoặc silicone có khả năng biến dạng hạn chế trong khi ferrofluid được coi là quá không ổn định đối với nhiều trường hợp sử dụng.
Các nhà nghiên cứu Hồng Kông đã tạo ra chất nhờn làm từ hỗn hợp rượu polyvinyl (PVA) và hàn the. Trộn lẫn vào chất lỏng là các hạt từ tính nhỏ cho phép các nhà nghiên cứu điều khiển chất lỏng bằng cách sử dụng từ trường.
Chất lỏng không phải Newton có đặc tính tự phục hồi cho phép robot kết nối với các bộ phận riêng biệt khác và kết hợp thành một tổng thể.
Ứng dụng và Hạn chế
Khả năng điều hướng qua các kênh hẹp của robot đã dẫn đến một số khả năng ứng dụng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe.
Ví dụ, robot chất nhờn có thể được con người ăn vào và sử dụng để lấy ra các vật thể độc hại mà không cần phẫu thuật.
Các nhà nghiên cứu cũng đã chỉ ra trong bài báo của họ rằng chất lỏng được sử dụng cũng dẫn điện. Điều này có nghĩa là chất nhờn từ tính có thể hoạt động như một công tắc mạch và có thể là một phương tiện sửa chữa mạch điện bị hỏng.
Chất nhờn từ tính có thể hoạt động như một cảm biến chuyển động có thể thích ứng với các môi trường cơ học động và uốn.
Mặc dù đầy hứa hẹn, nhưng tất cả những ứng dụng này vẫn chỉ là những đề xuất tốt nhất và sẽ phải thực hiện nhiều nghiên cứu hơn nữa để cải thiện hơn nữa hiệu suất của robot slime.
Các nhà nghiên cứu đã lưu ý rằng bản thân chất nhờn này là độc hại và hiện không thích hợp để sử dụng cho cơ thể con người. Các hạt từ tính điều khiển chất nhờn làm cho rô-bốt chất nhờn trở nên độc hại. Các nhà nghiên cứu cần thêm một lớp phủ silica để làm cho chất nhờn an toàn khi sử dụng.
Kết luận
Lĩnh vực robot mềm vẫn còn tương đối mới, nhưng đã cho thấy rất nhiều hứa hẹn. Việc sử dụng tiềm năng của robot thân mềm trong các ứng dụng y tế và phẫu thuật có thể dẫn đến nhiều người được cứu sống hơn. Ý tưởng về robot mềm có thể đeo được có thể giúp ích cho người khuyết tật.
Tôi thậm chí còn ngạc nhiên rằng các nhà khoa học NASA đã bắt đầu phát triển robot thân mềm để giúp phi hành gia an toàn trong quỹ đạo.
Hy vọng rằng, nhiều nghiên cứu hơn nữa sẽ mở ra tiềm năng đầy đủ của robot thân mềm trong một thế giới mà con người ngày càng đặt niềm tin vào máy móc.
Bạn nghĩ gì về tương lai của robot mềm?
Bình luận