Các nhà khoa học chế tạo thành công robot rắn có thể đào hầm, chui qua đất cát để thám hiểm

Robot rất giỏi trong việc khám phá đất, biển, bầu trời và không gian nhưng việc di chuyển trong lòng đất không hề dễ dàng. Tuy nhiên các kỹ sư tại Đại học Santa Barbara ở California (UCSB) và Viện nghiên cứu công nghệ Georgia Tech đã phát triển một mẫu robot giống như rắn, sử dụng một loạt các phương pháp để đào sâu qua cát hoặc đất mềm.

Rắn từ lâu đã trở thành nguồn cảm hứng cho nhiều mẫu robot. Nhờ sự đơn giản tương đối linh hoạt trong các chuyển động nên chúng là niềm cảm hứng để tạo ra mẫu robot giúp khám phá các môi trường như cồn cát, đáy biển, đường ống, nhà máy điện hạt nhân và thậm chí là khám phá cả cơ thể con người.

Mẫu robot mềm hiện có thể di chuyển bằng cách "mọc" từ đầu của nó.

Tất nhiên, rào cản lớn nhất ở đây là lực cản nhiều hơn khi phải tiếp xúc với đất, ngay cả trong vật liệu dạng hạt dễ di chuyển như như cát và đất, so với nước hoặc không khí. Mặc dù vậy nhóm UCSB và Georgia Tech đã phát triển một mẫu robot có thể giải quyết vấn đề đó theo nhiều cách.

Thiết kế mới của mẫu robot mềm hiện có thể di chuyển bằng cách "mọc" từ đầu của nó, giống như một cây leo. Điều này đã giúp ích cho nó trong các cuộc phiêu lưu dưới lòng đất vì chóp là bộ phận chuyển động duy nhất, ma sát thấp hơn nhiều so với toàn bộ cơ thể của robot. Để giúp nó di chuyển dễ dàng hơn nữa, một thiết bị đã được gắn vào đầu của robot để thổi không khí phía trước nó và đẩy cát sang một bên để dọn đường.

Mẫu robot rắn này giúp khám phá các môi trường như cồn cát, đáy biển, đường ống...

Nhưng có một thách thức khác, đó là trong khi di chuyển theo chiều ngang qua cát, robot có xu hướng nhô lên cho đến khi nó nổi lên trên bề mặt. Đó là nguyên lý cơ bản vì có ít áp lực hơn từ một lượng cát nhỏ phía trên robot so với áp lực của cát nén bên dưới nó.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã chế tạo ra mẫu robot cũng bắn không khí xuống dưới để giảm ma sát. Thêm một cái nêm ở phía trước robot, lấy cảm hứng từ một con thằn lằn cá cát cũng góp phần tạo sự thông thoáng khi di chuyển.

Nó có thể tránh chướng ngại vật bằng cách xoắn hoặc lặn xuống cát và trồi lên ở phía bên kia.

Kết quả là các nhà nghiên cứu đã tạo ra một mẫu robot nhỏ có thể di chuyển tương đối dễ dàng qua các vật liệu khô, dạng hạt. Nó có thể tránh chướng ngại vật bằng cách xoắn và quay như một con rắn hoặc lặn xuống cát và trồi lên ở phía bên kia.

Nhóm nghiên cứu cho biết thiết kế này có thể hữu ích cho những việc như lấy mẫu đất, lắp đặt đường ống và dây cáp dưới lòng đất.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science Robotics và bạn có thể xem robot rắn đang hoạt động trong video dưới đây: