Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Robot được kích hoạt bởi nước có thể là hướng đi mới (05/06/2019)

Nghiên cứu mới cho thấy các vật liệu có thể được chế tạo để tạo ra các bộ truyền động mềm - thiết bị chuyển đổi năng lượng thành chuyển động vật lý - mạnh mẽ và linh hoạt, và quan trọng nhất là chống nước.

Illustration: Ozgur Sahin Laboratory.

Có một xu hướng ngày càng phổ biến là dùng các vật liệu năng động và phản ứng nhanh với môi trường để làm các đồ vật hoặc thiết bị chúng ta tương tác, do vậy các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách phát triển vật liệu chống nước, đồng thời có thể dùng nước để cung cấp lực và chuyển động cần thiết để vận hành các hệ thống cơ học.

Hầu hết các hệ thống robot truyền thống đều cứng, nghĩa là, bao gồm các cấu trúc kim loại đòi hỏi một máy tính để hoạt động. Robot mềm được tạo ra bằng các vật liệu không sử dụng bộ xương cứng hoặc điện để cung cấp độ bền cơ học. Chúng được chế tạo đơn giản và ít tốn kém hơn so với robot cứng, có khả năng chuyển động phức tạp hơn và an toàn hơn khi sử dụng xung quanh con người.

Vật liệu được phát triển bởi các nhà nghiên cứu Columbia được tạo thành từ sự kết hợp mới của các bào tử - đơn vị được sản xuất bởi vi khuẩn thường được sử dụng làm thực phẩm bổ sung - và chất kết dính. Chúng cung cấp một sự thay thế cho các vật liệu, chẳng hạn như polyme tổng hợp, thường được sử dụng trong các bộ truyền động cứng và tốt hơn các loại gel thường được sử dụng trong các bộ truyền động mềm. So với vật liệu mới, gel phản ứng chậm hơn, không thể tạo ra sức mạnh hoặc lực cao và thường không tiếp xúc trực tiếp với nước.

Mặc dù các bào tử riêng lẻ có khả năng chịu nước, chúng rất nhỏ đến mức chúng phải được liên kết với nhau thông qua quá trình quang hóa trong đó ánh sáng cường độ cao ngay lập tức dán chúng lại với nhau thành vật liệu tổng hợp. Các nhà nghiên cứu sử dụng một tia UV phổ thông, rẻ tiền được sử dụng trong các tiệm sơn móng tay.

Sau khi khô, vật liệu được xếp thành từng lớp để tạo thành một cấu trúc siêu nhỏ dãn ra hoặc co lại với độ ẩm hoặc hơi nước, tạo ra lực và chuyển động của công việc cơ khí. Nó giống như việc tạo ra các tấm hoặc bề mặt từ cát, và vật liệu này có độ hoàn thiện rất chi tiết.

Các nhà nghiên cứu chỉ ra nhiều ứng dụng tiềm năng cho vật liệu mới, từ vật phẩm thực tế đến sáng tạo nghệ thuật. Thiết bị truyền động được làm từ hỗn hợp chống nước, chống ẩm có thể được sử dụng để mở cửa sổ của tòa nhà khi độ ẩm tăng quá cao. Chất liệu này cũng có thể được thêm vào vải trong quần áo thể thao để giúp mồ hôi bay hơi nhanh hơn. 

Nguồn: P.T.T (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 05/6/2019