Nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã nghiên cứu và phát triển một loại robot mới không sử dụng pin, không sử dụng dây, sử dụng sóng vô tuyến để điều khiển và cung cấp năng lượng, ứng dụng trong việc kiểm tra chất lượng nước của các đường ống.
Ở các thành phố lớn việc kiểm tra chất lượng nước thường xuyên không chỉ giúp đảm bảo sức khỏe người dân mà còn giúp giảm rất nhiều chi phí về xử lý nước khi có ô nhiễm xẩy ra.
Một trong những giải pháp dùng để kiểm tra chất lượng nước là sử dụng robot đi sâu vào trong các đường ống. Tuy nhiên, các robot sử dụng hiện nay thường gặp khó khăn trong các vấn đề cấp nguồn, tính di động không dây, thu thập dữ liệu không dây, tính linh hoạt của cảm biến và tích hợp ở quy mô không gian nhỏ.
Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một loại robot nhỏ, mềm, không sử dụng pin, được điều khiển bằng sóng vô tuyến, và có thể bơi trong nước dùng để kiểm tra chất lượng nước trong các đường ống. Nhóm nghiên cứu đặt tên cho robot này là thiết bị bơi điện từ mềm thu nhỏ (SES) .
Kiến trúc và chức năng của hệ thống giám sát SES không dây không dùng pin. (A) Minh họa sơ đồ dạng xem nổ của hệ thống với bốn mô-đun chính, bao gồm (1) cấp nguồn RF không dây không dùng pin, (2) kích hoạt điện từ, (3) cảm biến tích hợp để theo dõi ion và vi rút, và (4) không dây NFC cảm nhận. (B) Phân bố từ trường mô phỏng FEA của cuộn dây dẫn động điện từ. (C) Độ rung của đuôi mềm trong quá trình truyền động điện từ được mô phỏng. Nguồn: Science Advances (2024).
SES có hình dạng giống như một đầu mũi tên với một vết khía ở phía sau. Các kỹ sư đã đặt một cái đuôi vào rãnh đó để di chuyển theo kiểu tương tự như đuôi cá heo nhờ một nam châm nhúng và ăng-ten cuộn dây, cho phép tạo lực đẩy. Đuôi được kích hoạt bằng cách tận dụng năng lượng của sóng vô tuyến.
SES được trang bị ba cảm biến, một cảm biến có thể kiểm tra và đo nồng độ clorua trong nước xung quanh nó, một cảm biến khác có chức năng tương tự đối với amoniac và một cảm biến khác có thể kiểm tra sự hiện diện của vi rút SARS-CoV-2. Robot cũng có một con chip để xử lý thông tin từ các cảm biến và gửi tín hiệu đến điện thoại thông minh gần đó. Nhóm cũng đã phát triển phần mềm hiển thị đồ họa dữ liệu từ các cảm biến.
Hệ thống SES được cấp nguồn từ tần số vô tuyến, cho phép chúng thực hiện các chuyển động linh hoạt trong không gian nhỏ với tốc độ di chuyển đáng kể. Việc áp dụng công nghệ điện tử mềm giúp tích hợp các cảm biến sinh/hóa và mô-đun thu thập dữ liệu không dây vào hệ thống được ổn định hơn. Hơn nữa, hệ thống này có khả năng phát hiện chất lượng nước và ô nhiễm vi rút theo thời gian thực, với giới hạn phát hiện và độ nhạy cao.
Kết quả thử nghiệm thiết bị trong phòng thí nghiệm cho thấy SES hoạt động tốt khi được đẩy qua các đường ống nhỏ chứa đầy nước. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng ở dạng hiện tại, robot sẽ chỉ hữu ích trong các ứng dụng nhỏ, khoảng cách ngắn. Robot không thể di chuyển xa hơn 4 cm so với nguồn sóng vô tuyến và 10 cm từ điện thoại thông minh nhận truyền dữ liệu. Họ dự định tiếp tục nghiên cứu có thể sử dụng nó ở những nơi xa hơn.
Kết quả nghiên cứu được giới thiệu trên tạp chí Science Advances.
Diệu Huyền (Cesti) – Theo Techxplore.com
Nguồn: cesti.gov.vn
