Đột phá từ Đại học Waterloo: Vật liệu mô phỏng cơ bắp giúp robot di chuyển tự nhiên hơn

Kỹ thuật robot
03/11/2025 04:07
Một đội ngũ quốc tế do các nhà nghiên cứu tại Đại học Waterloo (Canada) dẫn đầu vừa phát triển thành công một loại vật liệu mới. Vật liệu này có thể hoạt động như "cơ bắp nhân tạo" linh hoạt, hứa hẹn thay thế các động cơ và máy bơm cứng nhắc trong robot, giúp chúng di chuyển một cách tự nhiên và uyển chuyển hơn.
aa
Chế tạo robot từ bánh tráng dùng trong món chả giò của Việt Nam Robot mềm của UVA có thể 'đi' trên mặt nước
Đột phá từ Đại học Waterloo: Vật liệu mô phỏng cơ bắp giúp robot di chuyển tự nhiên hơn

Robot mềm có ưu điểm là mềm dẻo và linh hoạt, giúp chúng an toàn khi tương tác với con người. Tuy nhiên, một thách thức lớn là các vật liệu hiện tại dùng để chế tạo các bộ phận chuyển động của chúng không đủ mạnh để hoạt động hiệu quả.

Nhóm nghiên cứu do Waterloo dẫn đầu đã tìm ra một giải pháp đột phá: họ tăng cường đáng kể độ bền của các vật liệu thông minh, giống như cao su, bằng cách trộn tinh thể lỏng (LC) vào. Tinh thể lỏng là vật liệu thường thấy trong màn hình của các thiết bị điện tử và cảm biến. Vật liệu nền tảng được sử dụng có tên là chất đàn hồi tinh thể lỏng (LCE).

Tiến sĩ Hamed Shahsavan, giáo sư kỹ thuật hóa học tại Waterloo và là người dẫn đầu nhóm nghiên cứu, giải thích: "Thứ mà chúng tôi gọi là cơ bắp nhân tạo là yếu tố then chốt để khai phá tiềm năng thực sự của robot mềm. Chúng cho phép robot di chuyển linh hoạt, an toàn và chính xác. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng như robot y tế siêu nhỏ".

Đột phá từ Đại học Waterloo: Vật liệu mô phỏng cơ bắp giúp robot di chuyển tự nhiên hơn
Hình ảnh nhìn qua kính hiển vi của một tinh thể lỏng được sử dụng để làm cho vật liệu giống cao su trở nên cứng hơn và mạnh hơn, dùng cho cơ bắp nhân tạo trong robot mềm. (Ảnh: Đại học Waterloo)

Về bản chất, LCE là một loại cao su có khả năng thay đổi hình dạng đáng kể khi bị nung nóng, và quá trình này có thể đảo ngược cũng như lập trình được. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng chỉ cần trộn một lượng nhỏ tinh thể lỏng (LC) vào LCE, vật liệu này sẽ trở nên cứng hơn và mạnh hơn tới chín lần.

"Để dễ hình dung, các sợi làm từ vật liệu LCE mới này, khi được nung nóng, có thể nâng vật nặng gấp 2.000 lần trọng lượng của chính nó," Tiến sĩ Shahsavan, người đồng thời là giám đốc Phòng thí nghiệm Vật liệu Thông minh cho Công nghệ Robot Tiên tiến (SMART) tại Waterloo, cho biết.

Ông nói thêm, vật liệu LCE này tạo ra công suất gần 24 J/kg, cao gấp ba lần so với công suất trung bình do cơ bắp của động vật có vú tạo ra.

Vậy điều gì đã xảy ra? Phân tích bằng tia X cho thấy các tinh thể lỏng (LC) phân tán bên trong LCE và tạo thành các "túi" nhỏ, giống như những mẩu sô cô la trong bột bánh quy. Điều đáng ngạc nhiên là, mặc dù vẫn ở dạng lỏng, các túi LC này lại hoạt động như chất rắn, giữ nguyên hình dạng và khiến vật liệu LCE xung quanh cảm thấy cứng hơn khi bị kéo hoặc căng ra.

Các nhà nghiên cứu kỳ vọng vật liệu LCE với đặc tính cơ học vượt trội này sẽ đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực robot mềm. Chúng sẽ cho phép robot thực hiện phạm vi chuyển động cực rộng và các cử động mạnh mẽ, mở ra khả năng ứng dụng trong mọi thứ, từ vận chuyển thuốc bên trong cơ thể người đến làm việc cộng tác với con người trong các nhà máy sản xuất.

Tiến sĩ Shahsavan kết luận: "Những vật liệu có khả năng như vậy rất được mong đợi trong ngành robot. Chúng có thể thay thế các bộ truyền động và động cơ điện kiểu cũ, vốn cồng kềnh và nặng nề, bằng các cơ bắp nhân tạo nhẹ, mềm mà không làm giảm hiệu suất. Đây là chiến lược đơn giản nhất nhưng hiệu quả nhất để làm cứng LCE mà vẫn duy trì được khả năng lập trình của chúng".

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tập trung vào việc sử dụng vật liệu mới này làm mực in 3D để có thể tạo ra cơ bắp nhân tạo ở quy mô lớn.

Công trình nghiên cứu này gần đây đã được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Advanced Materials.

Theo Robotics & Automation News

tudonghoangaynay.vn
tan-hoang-minh
Tin bài khác
Đột phá công nghệ NEV: Mô tô điện Chery tích hợp sạc ô tô và tính năng V2L

Đột phá công nghệ NEV: Mô tô điện Chery tích hợp sạc ô tô và tính năng V2L

Ngành công nghiệp phương tiện không phát thải vừa ghi nhận bước chuyển mình chiến lược từ hãng ô tô Trung Quốc Chery khi chính thức hé lộ lộ trình tiến vào phân khúc xe hai bánh.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/10/2026: Tuổi Thìn đón vận may công việc, tuổi Tý cần thận trọng trong tài chính

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/10/2026: Tuổi Thìn đón vận may công việc, tuổi Tý cần thận trọng trong tài chính

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/10/2026 mang đến những dự báo đáng chú ý về công việc, tài chính, tình duyên và sức khỏe của 12 con giáp. Một số tuổi có cơ hội khẳng định năng lực, mở rộng hướng phát triển và cải thiện các mối quan hệ. Trong khi đó, những tuổi khác nên chú ý quản lý chi tiêu, giữ bình tĩnh khi xử lý vấn đề và tránh đưa ra quyết định vội vàng. Chủ động trong công việc, linh hoạt trước thay đổi và duy trì tinh thần tích cực sẽ giúp mỗi con giáp có thêm động lực trong ngày mới.
Đào tạo sát thực tế để đáp ứng nhu cầu nhân lực bán dẫn

Đào tạo sát thực tế để đáp ứng nhu cầu nhân lực bán dẫn

Mục tiêu đào tạo 50.000 nhân lực trình độ đại học trở lên phục vụ ngành bán dẫn đến năm 2030 đặt ra yêu cầu cấp thiết về chất lượng và cơ cấu chuyên môn. Tại Ngày hội giao lưu Doanh nghiệp và Sinh viên lần thứ XV - năm 2026, câu chuyện đào tạo được đặt trong mối liên hệ với nhu cầu tuyển dụng, điều kiện thực hành và khả năng kết nối giữa nhà trường với doanh nghiệp.
Mở rộng thị trường xuất khẩu cho doanh nghiệp Việt tại Trung Đông và châu Phi

Mở rộng thị trường xuất khẩu cho doanh nghiệp Việt tại Trung Đông và châu Phi

Từ ngày 3/2/2026, Hiệp định Đối tác kinh tế toàn diện Việt Nam - UAE (CEPA) chính thức có hiệu lực với cam kết UAE xóa bỏ ngay 74,2% số dòng thuế và nâng lên mức 89,2% sau 5 năm thực thi. Là Hiệp định Thương mại Tự do (FTA) đầu tiên giữa Việt Nam với một nước ở Trung Đông, CEPA đã mang lại lợi thế cạnh tranh đáng kể nhưng cũng đặt ra yêu cầu cấp bách trong việc bảo đảm và phát triển thị phần xuất khẩu đối với doanh nghiệp Việt Nam.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/10/2026: Tuổi Tỵ có cơ hội bứt phá, tuổi Mùi cần chú ý quản lý tài chính

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/10/2026: Tuổi Tỵ có cơ hội bứt phá, tuổi Mùi cần chú ý quản lý tài chính

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/10/2026 hé lộ những xu hướng đáng chú ý về công việc, tài chính, tình duyên và sức khỏe của 12 con giáp. Có tuổi đứng trước cơ hội phát triển, dễ tìm được hướng giải quyết cho những vấn đề còn tồn đọng, nhưng cũng có tuổi cần thận trọng trong giao tiếp và chi tiêu. Dù vận trình mỗi người khác nhau, sự chủ động, kiên trì và khả năng cân bằng cảm xúc sẽ giúp bạn có thêm động lực để đón nhận những điều mới mẻ trong ngày.
VIDW 2026: Thúc đẩy quản trị AI và hợp tác công nghệ số quốc tế

VIDW 2026: Thúc đẩy quản trị AI và hợp tác công nghệ số quốc tế

Diễn ra từ ngày 28-30/10/2026 tại Quảng Ninh, Tuần lễ Số Quốc tế Việt Nam 2026 (VIDW 2026) dự kiến quy tụ 500 đại biểu trong nước và quốc tế, tập trung thảo luận về quản trị trí tuệ nhân tạo (AI), phát triển công nghệ số chiến lược và thúc đẩy hợp tác quốc tế trong nghiên cứu, chuyển giao, thương mại hóa công nghệ.
Tháo gỡ điểm nghẽn, thúc đẩy liên kết viện - trường - doanh nghiệp

Tháo gỡ điểm nghẽn, thúc đẩy liên kết viện - trường - doanh nghiệp

Phó Thủ tướng Chính phủ Hồ Quốc Dũng yêu cầu đẩy mạnh liên kết giữa viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp, chuyển mạnh từ nghiên cứu theo đề xuất sang nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, lấy sản phẩm và hiệu quả thương mại hóa làm thước đo.
Liên hiệp Hội Việt Nam phát huy vai trò điều phối trí tuệ liên ngành

Liên hiệp Hội Việt Nam phát huy vai trò điều phối trí tuệ liên ngành

Sáng 23/10, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam tổ chức hội thảo “Giải pháp phát huy vai trò của Liên hiệp Hội Việt Nam là cầu nối giữa các hội thành viên, đội ngũ trí thức KH&CN với cơ quan Đảng, Nhà nước và Mặt trận Tổ quốc (MTTQ) trong các hoạt động tư vấn, phản biện và giám định xã hội”.
Thị trường chứng khoán ngày 23/10: Dòng tiền đổ vào nhóm ngân hàng, VN Index có phiên tăng thứ tư liên tiếp

Thị trường chứng khoán ngày 23/10: Dòng tiền đổ vào nhóm ngân hàng, VN Index có phiên tăng thứ tư liên tiếp

VN Index tăng 13,52 điểm và nối dài chuỗi tăng lên bốn phiên liên tiếp. Dòng tiền tập trung mạnh vào nhóm ngân hàng với giá trị giao dịch vượt 5 nghìn tỷ đồng, giúp thị trường đảo chiều tích cực trong nửa cuối phiên chiều.
Ứng dụng AI Vision để kiểm soát lỗi trong dây chuyền sản xuất giày da

Ứng dụng AI Vision để kiểm soát lỗi trong dây chuyền sản xuất giày da

Zetamotion, công ty chuyên về giải pháp kiểm tra ngoại quan bằng AI, đã giới thiệu Trạm kiểm tra giày Spectron 01 (SSIS01), được đặt biệt danh là "Shoe Box", tại Triển lãm quốc tế thiết bị, máy móc ngành dệt may và da giày (VFM 2026) diễn ra tại Trung tâm Hội chợ và Triển lãm Sài Gòn (SECC) từ ngày 14-17/10.
master