Với tay chân biến hình, một robot di chuyển bằng đất và nước
bởi William Weir, Đại học Yale
Ảnh: Đại học Yale
Hãy tưởng tượng bạn có thể biến đôi chân của mình thành chân chèo trước khi bạn nhảy xuống nước. Các nhà nghiên cứu của Yale đã tạo ra một robot hoàn thành kỳ tích này thông qua một quá trình mà họ gọi là "quá trình hình thành thích nghi".
Dự án được mô tả trong ấn bản ngày 12 tháng 10 của Nature và được đăng trên trang bìa của số báo.
Robot, ART (Rùa robot lưỡng cư), lấy cảm hứng từ rùa nước và rùa cạn, một nhóm có hồ sơ hóa thạch kéo dài hơn 110 triệu năm.
Rebecca Kramer-Bottiglio, Phó giáo sư về Cơ khí & Khoa học Vật liệu và điều tra viên chính của nghiên cứu. "Rùa biển có chân chèo dài để bơi, trong khi rùa đất và rùa cạn có chân tròn để chịu tải khi đi bộ."
Robot có tính năng biến hình các chi có thể điều chỉnh hình dạng, độ cứng và hành vi của chúng với môi trường. Các chi sử dụng vật liệu có độ cứng thay đổi và cơ nhân tạo để biến đổi hình dạng của chúng khi chuyển từ môi trường này sang môi trường khác. Ở trạng thái chân, ART có thể đi qua đất liền với nhiều kiểu dáng đi trên cạn bằng bốn chân. Khi đến một vùng nước, ART có thể biến chân của nó thành chân chèo, cho phép nó bơi với các dáng đi dưới nước dựa vào lực nâng và lực kéo.
Karl Ziemelis, trưởng ban biên tập khoa học vật lý cho Nature, viết: “Bạn gần như có thể coi [hình thái thích nghi] là một dạng tiến hóa theo yêu cầu.
Robot này khác với các robot đổ bộ khác bằng cách tận dụng khả năng thích ứng hình dạng để sử dụng các bộ phận giống nhau cho động cơ đẩy trong cả môi trường nước và trên cạn. Các cách tiếp cận khác bổ sung nhiều cơ chế đẩy cho cùng một robot, sử dụng một cơ chế khác nhau trong mỗi môi trường, điều này có thể dẫn đến việc sử dụng năng lượng kém hiệu quả. Kramer-Bottiglio cho biết: “Kết quả của chúng tôi cho thấy sự phát sinh hình thái thích ứng có thể nâng cao hiệu quả của robot định vị thông qua nhiều môi trường.
Vậy bạn sẽ làm gì với một robot lưỡng cư lấy cảm hứng từ rùa và rùa? Các ứng dụng tiềm năng là rất nhiều. Phòng thí nghiệm của Kramer-Bottiglio đã tập trung vào các ứng dụng bao gồm giám sát các hệ sinh thái dọc theo bờ biển, hỗ trợ thợ lặn và nuôi trồng đại dương. Robot cũng sẽ giúp các nhà nghiên cứu nghiên cứu vật lý của chuyển động trong vùng lướt sóng phức tạp - nơi sóng, dòng chảy và độ đục khiến các thiết bị robot điều hướng trở nên đặc biệt khó khăn - và các vùng chuyển tiếp môi trường khác.
