Hầu hết các robot đều sử dụng bộ truyền động điện, nhưng anh chàng nhỏ bé này đã đi được một chặng đường dài. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại động cơ đốt trong thu nhỏ mới mang lại cho robot ếch nhỏ khả năng nhảy bùng nổ và khả năng điều khiển động cơ tốt.
Ý tưởng đốt nhiên liệu để cung cấp năng lượng cho robot có vẻ như đã có từ thế kỷ trước, nhưng như nhóm nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm Robot hữu cơ của Đại học Cornell đã chỉ ra, pin ngày nay rất nặng và không mang nhiều năng lượng—nên hiệu suất của các bộ truyền động điện bị hạn chế.
Những hạn chế này sẽ còn cao hơn nếu thay vào đó sử dụng nhiên liệu hóa học năng lượng cao, vì vậy nhóm đã đặt ra mục tiêu thiết kế một loại thiết bị truyền động robot tần số cao, nhanh mới có thể hoạt động giống như động cơ đốt trong thông thường.
Có đường kính khoảng 5 mm (0,2 inch), những bộ truyền động nhỏ bé này hút khí metan và oxy vào buồng đốt đơn giản 0,09 ml và đốt cháy nó bằng tia lửa điện. Phía trên buồng đốt được phủ một lớp màng da rồng silicon có độ đàn hồi cao, có chức năng hơi giống pít-tông trong động cơ ô tô. Khi nhiên liệu bị đốt cháy, nó giãn ra để giãn nở thể tích buồng đốt, sau đó nhanh chóng thu hồi để xả khí thải ra khỏi các lỗ nhỏ ở bên cạnh.
Tất cả diễn ra rất nhanh nhưng kết quả cuối cùng là: lực tác động càng lớn thì màng bật ra càng nhiều. Các bộ truyền động này có thể xử lý các tác động với khả năng mở rộng thể tích khoang lên tới 140%, với lực vượt quá 9,5N và rất nhanh, hoạt động ở tần số hơn 100 lần mỗi giây nếu được yêu cầu.
Nhóm Cornell đã nhúng các nguyên mẫu in 3D của các bộ truyền động đốt nhỏ này phía trên miếng đệm chân của một robot ếch bốn chân cứng nhắc nhỏ bé, để bất cứ khi nào màng của một bộ truyền động nào đó bật ra, bàn chân sẽ bị đẩy xuống. Họ đã thiết kế một sơ đồ điều khiển làm thay đổi tần số tia lửa của bộ truyền động, tỷ lệ tương đương nhiên liệu và dòng nhiên liệu, sau đó kết hợp những điều khiển đó với khả năng điều khiển của hai chân trái và hai chân phải, rồi bắt đầu xem họ có thể khiến robot làm gì.
Họ đã thành công trong việc khiến robot bò về phía trước theo dáng đi dao động và nhảy về phía trước ở các độ cao khác nhau, bao gồm cả việc nhảy lên các bề mặt cao hơn. Họ đã tạo ra dáng đi ngoằn ngoèo về phía trước dựa trên chuyển động xoay và xoay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ ngay tại chỗ.
Để chứng minh sức mạnh bùng nổ của bộ truyền động, họ đã cho robot nhảy lên một độ cao ấn tượng 56 cm (1,8 feet) trong không khí và họ cũng chứng minh rằng robot có thể di chuyển trên nhiều bề mặt rắn, có độ ma sát cao, ma sát thấp và lỏng lẻo khác nhau. Họ cũng chất lên robot 32 gram hàng hóa (gấp hơn 22 lần trọng lượng của chính robot) và chứng minh rằng họ vẫn có thể điều khiển chuyển động của robot.
Cuối cùng, những bộ truyền động nhỏ này có thể cung cấp cho các nhà chế tạo robot một lựa chọn bổ sung hữu ích khi cần chuyển động cực nhanh - hãy tưởng tượng sẽ tuyệt vời thế nào nếu Atlas có thể hỗ trợ bùng nổ bằng thủy lực ở chân hoặc các cú đấm bằng lửa.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học. Xem video dưới đây.