Phát Triển Robot Có Thể Tự Lành

Khoảng cuối tháng 08/2017, trang Wired đưa tin, các nhà nghiên cứu tại Đại học Vrije Brussel (VUB, Bỉ) đã có thể mang lại khả năng tự chữa lành vết thương lên một loại robot được gọi là soft robot (robot mềm).

Cụ thể, soft robot là một loại robot được sản xuất bằng các vật liệu linh hoạt, thường được sử dụng để gắp các vật thể trong ngành công nghiệp thực phẩm hoặc các ca phẫu thuật đòi hỏi độ xâm nhập tối thiểu. Soft robot cũng đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình chữa trị phục hồi chức năng hay lắp ráp tay giả.

Giáo sư Bram Vanderborght của VUB cho biết: “Một con robot bình thường sẽ rất phức tạp và khó sửa chữa. Chưa kể đến việc soft robot còn rất nhạy cảm với các vật thể sắc và áp suất cao. Nghiên cứu mới là bước đầu tiên trong việc giới thiệu các vật liệu có khả năng tự sửa chữa trong ngành công nghiệp robot mềm, mà chúng tôi nghĩ sẽ mở ra một lĩnh vực nghiên cứu mới liên quan đến robot tự sửa chữa”.

Trong các thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các soft robot với nguyên liệu hoàn toàn từ polymer cao su. Khi bị hư hỏng, các vật liệu đầu tiên sẽ tự động khôi phục lại hình dáng nguyên bản của chúng, sau đó sẽ tự chữa khỏi hoàn toàn.

Giáo sư Bram Vanderborght chia sẻ: “Chúng tôi đã thử nghiệm trên 3 bộ phận khác nhau của các con robot tự sửa chữa: một bộ phận gắp mà robot dùng để gắp các đồ vật, một bàn tay máy, và một bó cơ nhân tạo. Các vết hư hỏng đã hoàn toàn tự lành mà không để lại bất kỳ giấu vết nào. Các nguyên mẫu thử nghiệm sau quá trình tự sửa chữa đều có thể tiếp tục hoàn thành tốt các công việc đang thực hiện”

Cụ thể, ngay sau khi robot bị hư hại, vật liệu làm nên con robot đó sẽ có thể tự sửa khi được đốt nóng tới 80 độ C trong vòng 40 phút liên tục. Sau 24 giờ tiếp theo ở 25 độ C, con robot bị hỏng đã hoàn toàn lành lại, cả về sức mạnh lẫn độ dẻo dai.

Vật liệu polymer được sử dụng để tạo nên robot có chứa một mạng lưới các liên kết chéo có thể tạo điều kiện cho phản ứng Diels-Alder xảy ra. Phản ứng sẽ thúc đẩy các nguyên tử tạo ra các liên kết mới. Khi dùng nhiệt, các liên kết chéo sẽ bị phá vỡ, do đó vật liệu polymer sẽ trở nên di động hơn. Tính di động sẽ giúp các phân tử có thể khép lại các khoảng trống tạo ra trên các bộ phận bị hư hại. Sau khi được sửa chữa, vật liệu polymer phải được làm mát, trong quá trình đó, các thuộc tính ban đầu của vật liệu sẽ hoàn toàn được khôi phục.

Nhóm nghiên cứu được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu, kỳ vọng rằng nghiên cứu mới sẽ mang lại những tác động lớn. Con người sẽ có thêm sự tin tưởng vào robot, vì biết được hiệu năng hoạt động của chúng sẽ không phải lệ thuộc vào việc con người phải can thiệp và sửa chữa khi hư hỏng.

Nghiên cứu mới đã khiến nhiều người rất hứng thú và quan tâm, vì khả năng tự sửa chữa luôn là một trong những hạn chế lớn của các hệ thống cơ khí khi so sánh với các hệ thống sinh học khác. Giáo sư Russel Tedrake của Viện công nghệ Massachusetts cho biết: “Những tiến trình đạt được theo hướng nghiên cứu mới sẽ có thể cải thiện khả năng của các loại máy móc”. Tuy nhiên, Russel Tedrake không cho rằng công nghệ tự chữa lành là một cơn địa chấn công nghệ, vì đã có người phát minh ra bánh xe tự vá trước đó.

Trong khi đó, Fumiya Iida, nhà nghiên cứu robot mềm tại Đại học Cambridge cho rằng đây là một bước tiến vĩ đại: “Công nghệ robot tự sửa chữa thực sự là một chấn động. Khả năng tự sửa chữa sẽ làm cho các hệ thống máy móc trở nên rẻ hơn và an toàn hơn cho môi trường”

Hiện nhóm nghiên cứu VUB đang kỳ vọng sẽ phát triển được một mạng lưới cảm biến có thể phát hiện các vấn đề liên quan tình trạng hệ thống và các loại vật liệu mới có khả năng tự sửa chữa tương tự.