CÁ ROBOTIC IN 3D NÀY THU THẬP VI NHỰA TỪ CÁC ĐƯỜNG THỦY CỦA VƯƠNG QUỐC ANH
Một sinh viên Đại học Surrey đã phát triển một chú cá rô-bốt in 3D có khả năng nhặt các hạt vi nhựa có hại từ hồ và sông.
Được tạo thành từ phần đuôi kín nước và phần đầu ngập nước, bot lấy cảm hứng từ sinh học của sinh viên Eleanor Mackintosh có các mang thu thập và giữ lại các hạt nhựa nhỏ, đồng thời để nước chảy thẳng qua chúng. Có biệt danh là 'Gillbert', rô-bốt có kích thước bằng con cá hồi này đã được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và hồ nước, đồng thời thiết kế sáng tạo của rô-bốt này đã giúp rô-bốt giành chiến thắng trong Cuộc thi rô-bốt tự nhiên năm 2022.
Tiến sĩ Robert Siddall, giảng viên và người sáng lập cuộc thi của Đại học Surrey cho biết: “Chúng tôi không biết phần lớn nhựa được đổ vào các tuyến đường thủy của chúng ta sẽ kết thúc ở đâu. “Chúng tôi hy vọng rằng con cá rô-bốt này và con cháu tương lai của nó là những bước đầu tiên đi đúng hướng để giúp chúng tôi tìm ra và cuối cùng là kiểm soát vấn đề ô nhiễm nhựa này.”
Thiết kế một con cá robo từng đoạt giải thưởng
Mackintosh đã đưa ra thiết kế của mình để tham gia Cuộc thi Người máy Tự nhiên, một cuộc thi của Đại học Surrey nhằm khuyến khích công chúng nghĩ ra những người máy có khả năng giúp ích cho thế giới. Trong suốt mùa hè, trường đại học đã nhận được rất nhiều bài dự thi lấy cảm hứng từ mọi thứ, từ muỗi đến gấu, sau đó được đánh giá bởi một hội đồng quốc tế.
Siddall giải thích: “Vào đầu mùa hè, chúng tôi đã yêu cầu [những người tham gia] đưa ra các thiết kế rô-bốt lấy cảm hứng từ động vật và điều đó thật tuyệt. “Thật khó để lựa chọn, nhưng chúng tôi phải chọn một người chiến thắng. Các giám khảo của chúng tôi đã chọn con cá rô-bốt của Eleanor Mackintosh đi vòng quanh đại dương, nhặt nhựa cho mục đích lấy mẫu hoặc loại bỏ.”
Cuối cùng, ban giám khảo đã trao giải cho Gillbert là người chiến thắng, nhờ tiềm năng của nó như một cách giải quyết lượng ô nhiễm nhựa ngày càng tăng ở các tuyến đường thủy của Vương quốc Anh. Bản thân cá rô-bốt có một bộ mang ở cả hai bên với một lưới mịn ở giữa, cho phép nó sàng lọc các hạt nhựa có kích thước chỉ bằng hai milimét.
Thiết kế cá robot in 3D ‘Gillbert’ của Eleanor Mackintosh. Ảnh qua Đại học Surrey.
Trên thực tế, bot được thiết kế để mở 'miệng' và đóng mang trong khi nuốt nước, trước khi đóng khoang và mở mang để lọc và giữ lại vi nhựa. Là người chiến thắng trong Cuộc thi Người máy Tự nhiên, thiết kế của Mackintosh đã được biến thành hiện thực dưới hình dạng của một nguyên mẫu đang hoạt động. Được đưa vào cuộc sống với Prusa Mini, loài cá phát sáng trong bóng tối đã được chứng minh là có khả năng nhặt các hạt nhỏ trong hồ ở Vương quốc Anh, nhưng Siddall vẫn nuôi tham vọng cải thiện khả năng này.
Siddall nói: “Chúng tôi khá hài lòng với nó nhưng vẫn còn một số cải tiến cần thực hiện. “Chúng tôi muốn làm cho nó bơi nhanh hơn một chút, nó có phần trước khá lớn nên chúng tôi cần thêm một chút sức mạnh ở phần đuôi và một số tối ưu hóa vây. Chúng tôi [cũng] muốn làm cho nó thông minh hơn một chút. Ngay bây giờ nó được điều khiển từ xa, chúng tôi muốn nó tự chạy.”
Sidall cho biết Gillbert cũng sẽ được triển khai để hỗ trợ các robot khác mà trường đại học đang sử dụng để rà các hồ để tìm vi nhựa, mặc dù với mục đích nghiên cứu, thay vì làm sạch nước mãi mãi. Sau thành công của cuộc thi năm 2022, phiên bản năm 2023 đã được chuẩn bị cho các mục dự thi và dự kiến sẽ bắt đầu vào đầu năm tới.
Nguyên mẫu đang hoạt động của Gillbert có khả năng phát sáng trong bóng tối. Ảnh qua Đại học Surrey.
Thiết kế in 3D lấy cảm hứng từ sinh học
Thiên nhiên tràn ngập đời sống động vật và thực vật đã tiến hóa để phát triển các đặc tính tuyệt vời và tiếp tục cung cấp thông tin cho thiết kế các bộ phận và công trình in 3D. Chẳng hạn, đầu năm nay, các nhà nghiên cứu đã phát triển một vật liệu in 3D lấy cảm hứng từ tôm bọ ngựa có tiềm năng sản xuất các bộ phận năng lượng hoặc hàng không vũ trụ bằng gốm tổng hợp phức tạp.
Trong khi đó, Quân đội Hoa Kỳ trước đây đã nộp bằng sáng chế cho phương pháp áp dụng ngụy trang cho các thành phần quang học khiến chúng 'vô hình' trước mắt thường. Bằng cách sử dụng con lăn in 3D lấy cảm hứng từ bướm đêm được thiết kế tại Phòng thí nghiệm Tầm nhìn ban đêm của Quân đội Hoa Kỳ, có thể đóng dấu mẫu làm cho bướm đêm xuất hiện vô hình trên phạm vi súng trường hoặc ống nhòm.
Trước đây, các nhà khoa học tại Đại học Florida Atlantic (FAU) và Văn phòng Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ cũng đã chế tạo một con sứa robot in 3D. Với phần thân được in với tám bộ truyền động mạng thủy lực mềm kéo dài từ trung tâm của nó, thiết kế giống sứa mặt trăng được cho là có khả năng theo dõi tình trạng của các rạn san hô mỏng manh.
