Robot rất giỏi trong việc khám phá đất liền, biển cả, bầu trời và không gian, nhưng việc di chuyển dưới lòng đất không hề đơn giản. Tuy nhiên, các kỹ sư tại Đại học Santa Barbara ở California (UCSB) và Viện Công nghệ Georgia đã phát triển một robot giống rắn sử dụng nhiều phương pháp để đào sâu xuống cát hoặc đất tơi xốp. Rắn luôn là nguồn cảm hứng cho nhiều mẫu robot. Với khả năng di chuyển tương đối đơn giản, chúng truyền cảm hứng cho việc tạo ra các robot hỗ trợ khám phá các môi trường như cát, đáy biển, các đường ống, nhà máy điện hạt nhân và thậm chí là thám hiểm toàn bộ cơ thể con người.

Tìm hiểu mẫu robot rắn

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. 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.

Tìm hiểu mẫu robot rắn

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.

Nguyên lý hoạt động của robot

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. 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.

Gặp khó khăn trong việc giảm lực ma sát

Gặp khó khăn trong việc giảm lực ma sát

Robot mềm di chuyển bằng cách mọc dài dần phần đầu, giống như dây leo. Nhờ đó, đỉnh đầu là bộ phận duy nhất chuyển động. Giúp giảm đáng kể ma sát so với khi toàn bộ cơ thể cùng chuyển động. Thêm vào đó, các kỹ sư cũng gắn vào đầu robot một thiết bị phun khí ra phía trước, giúp đẩy cát đi để dọn đường. Tuy nhiên, họ vẫn gặp một vấn đề khác. Đó là khi di chuyển xuyên qua cát theo phương ngang; robot có xu hướng nhô lên cho đến khi nổi hẳn lên khỏi bề mặt. Nguyên nhân là áp lực từ lượng nhỏ cát phía trên robot ít hơn nhiều so với lượng cát nén bên dưới.

Để khắc phục điều này, nhóm nghiên cứu thiết kế. Sao cho robot cũng phun khí xuống phía dưới, nhờ đó giảm ma sát. Ngoài ra, họ cũng thêm một vật nhọn trước đầu robot. Lấy cảm hứng từ thằn lằn Scincus scincus, giúp robot đào đường dễ hơn. Cuối cùng, các kỹ sư chế tạo thành công một robot nhỏ có thể di chuyển tương đối dễ dàng. Qua môi trường khô, có dạng hạt như cát và đất. Nó có thể tránh chướng ngại vật bằng cách vặn mình và chuyển hướng giống như rắn; hoặc lặn sâu xuống dưới rồi ngoi lên ở phía bên kia. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Science Robotics.

Trang xellaser.com cám ơn bạn đã đọc. Hy vọng bài viết của chúng tôi mang lại cho bạn nhiều thông tin hữu ích.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *