Công trình của nhóm Georgia Tech, được đăng trên trang bìa của Advanced Intelligent Systems, mô tả một đàn người máy cơ học hoạt động hoàn toàn không dùng điện tử, pin hoặc bộ xử lý trên từng đơn vị. Tác giả chính gồm Bolei Deng, trợ lý giáo sư tại Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering của Georgia Tech, và Xinyi Yang, nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành kỹ thuật hàng không vũ trụ.
Mỗi phần tử có các càng dẻo quanh thân. Khi hai phần tử tiếp xúc, các càng uốn cong và móc vào nhau, lưu trữ năng lượng tương tự như lò xo bị nén. Một rung động từ bên ngoài sẽ giải phóng năng lượng đó; càng bật mở, các phần tử tách ra và đàn lan rộng. Thay đổi độ cong hoặc độ cứng của càng sẽ thay đổi thời điểm và khoảng cách khi giải phóng. Các đơn vị tuân theo ba quy tắc đơn giản:
- uốn cong
- móc
- giải phóng
Một rung động duy nhất có thể khởi động trình tự tháo rời đã được lập sẵn, và thứ tự đó do kết nối vật lý quyết định chứ không phải do bộ điều khiển trung tâm. Các tác giả lưu ý từng phần tử riêng rẽ gần như vô dụng, nhưng khi kết hợp lại chúng tạo ra hành vi phối hợp — ý tưởng này gợi nhớ một khái niệm được Kurt Vonnegut tưởng tượng trước đây.
Các hạt có thể chế tạo ở nhiều kích thước, từ rộng bằng sợi tóc người đến khoảng 1,5 inch. Ở quy mô nhỏ, chúng có thể vào mạch máu và được kích hoạt bằng siêu âm; theo Deng, đàn hạt có thể đưa thuốc ung thư tới khối u khó tiếp cận và giảm tổn hại cho mô lành, hoặc lập bản đồ mạch máu vượt khả năng chẩn đoán hiện tại. Yang nói thêm rằng rung động có thể giúp hạt lan tới vùng mà máy quay hay ống nội soi không đến được. Thiết kế tương tự cũng phù hợp với không gian, nơi điện tử gặp khó khăn vì bức xạ và nhiệt độ; một cụm nhỏ gọn có thể được phóng hoặc hạ cánh rồi giải phóng bằng rung động để lan rộng và tái cấu hình mà không cần con người hay bộ điều khiển điện tử. Deng và Yang đang phát triển cấu trúc có khớp phản ứng với các xung khác nhau để các phần mở khóa hoặc sắp xếp lại dưới các rung động khác nhau.
Từ khó
- phần tử — một đơn vị nhỏ tạo thành một hệ
- càng — phần nhô ra giống móc hoặc chi nhỏ
- uốn cong — bẻ hoặc làm cho vật trở nên cong
- giải phóng — thả ra năng lượng hoặc làm cho tự do
- rung động — chuyển động lặp lại nhanh gây dao động nhỏ
- tái cấu hình — sắp xếp lại hình dạng hoặc cấu trúc hệ
Mẹo: di chuột, dùng phím Tab hoặc chạm vào các từ được tô sáng trong bài để xem định nghĩa nhanh ngay khi bạn đọc hoặc nghe.
Câu hỏi thảo luận
- Hãy nêu ưu và nhược điểm của hệ đàn robot cơ khí không dùng điện tử trong ứng dụng y học.
- Nêu vài ứng dụng tiềm năng của cụm robot cơ khí trong không gian và lợi ích của chúng.
- Nếu nghiên cứu tiếp, bạn sẽ tập trung cải thiện điều gì (ví dụ: độ cong càng, kích thước hạt, phương pháp kích hoạt) và vì sao?
