Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) đã phát triển các robot có kích thước milimet có thể được điều khiển bằng từ trường để thực hiện các thao tác khéo léo và linh hoạt. Điều này có thể mở đường cho các ứng dụng tiềm năng trong y sinh và sản xuất trong tương lai.
Ảnh: NTU SingaporeNhóm nghiên cứu đã tạo ra các robot thu nhỏ bằng cách nhúng các vi hạt từ tính vào các polyme tương hợp sinh học - vật liệu không độc hại và không gây hại cho con người. Các robot được 'lập trình' để thực hiện các chức năng mong muốn của chúng trong môi trường từ trường.
Các rô bốt sản xuất trong NTU cải tiến trên nhiều rô bốt quy mô nhỏ hiện có bằng cách tối ưu hóa khả năng di chuyển của chúng theo sáu bậc tự do (DoF) - tức là chuyển động tịnh tiến dọc theo ba trục không gian và chuyển động quay về ba trục đó trục, thường được gọi là góc cuộn, cao độ và góc yaw.
Trong khi các nhà nghiên cứu trước đây đã tạo ra sáu rô bốt thu nhỏ DoF, rô bốt thu nhỏ NTU mới có thể quay nhanh hơn 43 lần khi định hướng của chúng được điều khiển chính xác. Chúng cũng có thể được làm bằng vật liệu 'mềm' và do đó có thể tái tạo các chất lượng cơ học quan trọng - một loại có thể 'bơi' như sứa, và loại khác có khả năng cầm nắm có thể nhặt và đặt các vật thể thu nhỏ một cách chính xác.
Nghiên cứu của nhóm NTU đã được công bố trên tạp chí khoa học Advanced Materials vào tháng 5 năm 2021 và được đăng trên trang bìa của số ra ngày 10 tháng 6.
Với kích thước bằng một hạt gạo, các robot thu nhỏ có thể được sử dụng để tiếp cận các không gian kín và hạn chế khó tiếp cận đối với các robot hiện có, nhóm NTU cho biết, khiến chúng trở nên đặc biệt hữu ích trong lĩnh vực y học.
Các chuyển động của robot có thể được điều khiển từ xa bởi người vận hành, sử dụng một chương trình chạy trên máy tính điều khiển để thay đổi chính xác cường độ và hướng của từ trường được tạo ra bởi hệ thống cuộn dây điện từ.
Nhóm nghiên cứu NTU cho biết, các robot thu nhỏ cũng có thể truyền cảm hứng cho các quy trình phẫu thuật mới cho các cơ quan quan trọng 'khó tiếp cận' như não trong tương lai.
Đồng tác giả của nghiên cứu, các nghiên cứu sinh Xu Changyu và Yang Zilin từ Trường Kỹ thuật Cơ khí và Hàng không Vũ trụ cho biết, "Bên cạnh phẫu thuật, robot của chúng tôi cũng có thể có giá trị trong các ứng dụng y sinh như lắp ráp các thiết bị phòng thí nghiệm trên chip, được sử dụng để chẩn đoán lâm sàng bằng cách tích hợp một số quy trình trong phòng thí nghiệm trên một con chip duy nhất."
Trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chứng minh sự khéo léo và tốc độ của các robot thu nhỏ.
Thể hiện khả năng điều khiển định hướng chính xác, robot thu nhỏ cũng ghi lại tốc độ quay 173 độ / giây cho chuyển động vượt quá tốc độ quay nhanh nhất mà các robot thu nhỏ hiện có đạt được.
Nhóm NTU hiện đang tìm cách làm cho robot của họ nhỏ hơn nữa, với kích thước vài trăm micromet và cuối cùng là làm cho robot hoàn toàn tự chủ về mặt điều khiển.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210615132258.htm
Hà Trần (Theo ScienceDaily)
