Robot ‘biến hình’ lấy cảm hứng từ Origami

Robot biến hình có thể tạo thành hơn 1.000 hình dạng. Nguồn: Đại học Bang North Carolina (NC State)

Công nghệ Robot biến hình dựa trên Origami

Lấy cảm hứng từ nghệ thuật gấp giấy origami, các kỹ sư tại Đại học Bang North Carolina (NC State) đã tìm ra cách giúp một cấu trúc nhựa lập phương có thể biến đổi thành hơn 1.000 hình dạng khác nhau chỉ bằng ba động cơ hoạt động. Phát hiện này có thể mở đường cho sự phát triển của các hệ thống nhân tạo có khả năng thay đổi hình dạng để thực hiện nhiều chức năng khác nhau, thậm chí có thể mang tải – như các cấu trúc robot đa năng được sử dụng trong không gian.

“Câu hỏi chúng tôi đặt ra là làm sao để đạt được nhiều hình dạng linh hoạt nhất với số lượng bộ truyền động ít nhất,” Jie Yin, phó giáo sư ngành cơ khí và hàng không vũ trụ, đồng tác giả bài nghiên cứu, chia sẻ và cho biết: “Ở đây, chúng tôi áp dụng một nguyên lý phân cấp được quan sát trong tự nhiên – giống như các lớp sợi cơ nhưng thay vào đó sử dụng các khối nhựa để tạo ra một robot có khả năng biến hình.”

Các nhà nghiên cứu tại NC State đã sử dụng máy in 3D để tạo ra các khối lập phương rỗng bằng nhựa và ghép 36 khối lại với nhau bằng bản lề xoay. Một số bản lề được cố định bằng chốt kim loại, trong khi số khác được kích hoạt không dây bằng động cơ.

Với chỉ ba động cơ hoạt động, nhóm nghiên cứu đã có thể di chuyển các khối lập phương thành hơn 1.000 hình dạng khác nhau, từ các cấu trúc dạng đường hầm, cầu nối đến cả những kiến trúc nhiều tầng.

Robot biến hình không dây – Đột phá công nghệ mới

Những robot biến hình này có thể di chuyển về phía trước, lùi lại và sang hai bên mà không cần chân – chỉ bằng cách thay đổi hình dạng. Chúng cũng có thể biến đổi nhanh chóng từ dạng phẳng (mở hoàn toàn) thành một khối lập phương lớn hơn (đóng hoàn toàn). Đặc biệt, các robot này có thể mang tải trọng gấp ba lần trọng lượng của chính nó.

Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục cải tiến robot biến hình này.

“Chúng tôi muốn tạo ra một cấu trúc bền vững hơn, có thể chịu được tải trọng lớn hơn,” Yanbin Li, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại NC State, đồng tác giả bài nghiên cứu, cho biết. Theo Yanbin Li: “Nếu chúng ta muốn tạo ra một robot có hình dạng ô tô, chẳng hạn, làm sao để thiết kế một cấu trúc ban đầu có thể biến đổi thành hình dạng ô tô? Chúng tôi cũng muốn thử nghiệm với các ứng dụng thực tế, như robot làm việc ngoài không gian.”

Antonio Di Lallo, một nhà nghiên cứu tại NC State tin rằng robot này có tiềm năng lớn trong ngành hàng không vũ trụ. “Chúng có thể được sử dụng như robot hoặc nơi trú ẩn có thể triển khai và điều chỉnh theo nhu cầu trong không gian. Chúng có tính mô-đun, có thể được gửi lên vũ trụ ở dạng phẳng, sau đó lắp ráp thành nơi trú ẩn hoặc môi trường sống, rồi tháo rời khi cần thiết.”

“Đối với người dùng, việc lắp ráp và điều khiển cần phải đơn giản và dễ dàng,” Yin nhấn mạnh.

Với tiềm năng ứng dụng rộng lớn, robot biến hình lấy cảm hứng từ origami này có thể mở ra một kỷ nguyên mới cho công nghệ robot và hàng không vũ trụ.

Minh Thành (Theo IEN)