Phát triển cơ bắp “siêu nhân” cho robot

Trước đây, khoa học viễn tưởng cổ điển thường nói đến một con robot hình dáng rất giống người. Nhưng chỉ khi nó “bị thương” đã lộ ra các bánh răng kim loại và dây cáp lại mang tính chất cơ khí chứ không phải sinh học. 

Còn vào năm 1960, John W. Campbell Jr, biên tập viên của Tạp chí Khoa học viễn tưởng đã đưa ra một kịch bản về một con robot sát thủ giống như con người. Nhưng loại robot này lại gặp trở ngại khi hoạt động trong bùn lầy hoặc trong bụi cây, và chỉ có thể nâng được một người đàn ông có cân nặng rất nhẹ và sức mạnh rất yếu đến nỗi không thể nào đủ để “xé xác” đối thủ. 

Điều đó đã đảo ngược suy nghĩ rằng, robot cơ khí có thể uốn cong thép bằng bàn tay của nó. Thực tế các robot làm những công việc nặng nhọc đều nhờ vào thủy lực. Nếu so sức nâng tương ứng với trọng lượng thì chúng yếu hơn con người rất nhiều. Cùng lắm chúng chỉ có thể nâng một vật nặng bằng nửa trọng lượng của mình. 

Phân tích những điểm yếu như trên, một nhóm nghiên cứu tại Đại học Kỹ thuật Quốc gia Singapore đã phát triển một loại robot mới, bắt chước mô hình cơ sinh học. Trái ngược với những con robot hoàn toàn cơ khí, con robot mới này có cơ bắp với các mô cơ có thể kéo dài gấp 5 lần so với độ dài ban đầu và có khả năng nâng vật có trọng lượng gấp 80 lần trọng lượng của nó. 

Đồng thời robot mới hoạt động tinh tế và linh hoạt hơn so với robot thiết kế theo mô hình bánh răng, động cơ, khí nén và thủy lực, những loại robot thường rất kém kiểm soát di chuyển. Lợi thế này của robot mới cũng bắt nguồn từ chính việc mô phỏng theo sinh học. Cụ thể, nó có cơ bắp nhân tạo là một loại vật liệu giống với cơ bắp thực sự. Nó chỉ khác ở chỗ nếu cơ bắp thật hoạt động nhờ năng lượng từ việc đốt cháy đường trong máu thì cơ bắp nhân tạo  sử dụng điện trường, bong bóng khí nén, các ion hoặc nhiệt chứ không 

Độ mạnh lực của cơ bắp nhân tạo sẽ phụ thuộc vào khoảng cách mà nó có thể mở rộng. Nếu các “gói cơ” càng mở rộng được nhiều thì lực của nó càng mạnh. Hiện nay, cơ bắp nhân tạo của robot mới đã có thể kéo dài khoảng cách 3 lần so với chiều dài ban đầu. Điều này sẽ mở ra nhiều sự phát triển hơn nữa.

Nhóm nghiên cứu cho biết, trong trường hợp này nhóm sử dụng một chất đàn hồi polymer qua môi trường điện môi sẽ làm thay đổi hình dạng. Về mặt lý thuyết loại polymer này còn có thể kéo dài đến 10 lần chiều dài của nó và nâng được vật nặng 500 lần trọng lượng của nó. 

Phát biểu về thành quả sáng tạo của nhóm, tiến sĩ Koh bày tỏ: “Robot của chúng tôi bắt chước cơ bắp con người, nhờ tiếp nhận các xung điện một cách nhanh chóng thay vì từ từ với cơ chế điều khiển bằng thủy lực. Nó di chuyển một cách mềm dẻo chứ không theo cách giật cục. Robot như thế sẽ giống con người hơn”. Thậm chí rô-bốt mới có thể hoạt động độc lập được nhờ vào tính năng tích điện của loại cơ bắp mới chỉ sau vài phút sạc pin. 

Hiện nhóm nghiên cứu trên đang nộp đơn xin bằng sáng chế về mô cơ sinh học cho robot. Họ dự kiến cánh tay robot với sức mạnh “siêu nhân” sẽ có kích thước và trọng lượng bằng nửa cánh tay người thực nhưng nó hoàn toàn có thể giật giải vô địch trong những trận đấu tay.