Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một robot mềm có thể điều hướng các mê cung đơn giản mà không cần sự hướng dẫn của con người hoặc máy tính. Hình dạng bất đối xứng của nó cho phép nó hoàn thành các vòng quay một cách độc lập và ngăn không cho nó bị mắc kẹt. Giờ đây, họ đã xây dựng dựa trên công trình này để tạo ra một robot mềm "không có trí tuệ" có thể điều hướng trong các môi trường năng động và phức tạp hơn.

"Trong nghiên cứu trước đây, chúng tôi đã chứng minh rằng robot mềm của chúng tôi có thể đảo hướng trong một chướng ngại vật rất đơn giản", Yin Jie, đồng tác giả tương ứng của bài báo liên quan và phó giáo sư tại Khoa Cơ khí và Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ tại Đại học Bang North Carolina, cho biết. "Tuy nhiên, nó không thể quay đầu trừ khi gặp chướng ngại vật. Trên thực tế, điều này có nghĩa là robot đôi khi bị kẹt, va chạm qua lại giữa các chướng ngại vật song song."

"Sau đó, chúng tôi đã phát triển một robot mềm mới có thể tự quay, cho phép nó di chuyển trong các mê cung ngoằn ngoèo và thậm chí xung quanh các chướng ngại vật đang chuyển động. Và tất cả điều này đều được thực hiện bằng trí thông minh vật lý, thay vì được hướng dẫn bởi máy tính."

Trí thông minh vật lý là khi hành vi của các vật thể động, chẳng hạn như robot mềm, bị chi phối bởi thiết kế cấu trúc và vật liệu của chúng thay vì được hướng dẫn bởi máy tính hoặc sự can thiệp của con người.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một robot mềm có thể định hướng trong các mê cung đơn giản mà không cần sự hướng dẫn của con người hoặc máy tính. Một nửa robot có hình dạng như một dải ruy băng xoắn chạy theo đường thẳng, nửa còn lại có hình dạng như một dải ruy băng xoắn chặt hơn và cũng xoay quanh nó như một cầu thang xoắn ốc. Thiết kế bất đối xứng này có nghĩa là một đầu của robot tác dụng lực lên mặt đất nhiều hơn đầu kia. Nguồn: Đại học bang North Carolina, Jie Yin

Vật liệu và cơ chế chuyển động

Giống như các phiên bản trước, robot mềm mới được làm bằng chất đàn hồi tinh thể lỏng hình dải băng. Khi robot được đặt trên bề mặt có nhiệt độ ít nhất là 55 độ C (131 độ F), ấm hơn không khí xung quanh, các bộ phận của dây đai mềm tiếp xúc với bề mặt sẽ co lại, trong khi các bộ phận tiếp xúc với không khí thì không. Điều này tạo ra chuyển động lăn; bề mặt càng ấm thì robot lăn càng nhanh.

Tuy nhiên, trong khi phiên bản trước của robot mềm có thiết kế đối xứng thì robot mới có hai nửa riêng biệt. Một nửa có hình dạng như một dải xoắn kéo dài theo đường thẳng; nửa còn lại có hình dạng như một dải xoắn chặt hơn và cũng xoắn ốc xung quanh giống như một cầu thang xoắn ốc.

Thiết kế bất đối xứng này có nghĩa là một đầu của robot tác dụng lực lên mặt đất nhiều hơn đầu kia. Hãy nghĩ đến một chiếc cốc nhựa có miệng rộng hơn phần đế. Nếu bạn lăn nó qua bàn, thay vì lăn theo đường thẳng, nó sẽ tạo thành một vòng cung chạy ngang qua bàn. Điều này là do hình dạng không đối xứng của nó.

Khắc phục các hạn chế trong thiết kế

Zhao Yao (phiên âm), tác giả đầu tiên của bài báo và là nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học bang North Carolina, cho biết: "Ý tưởng đằng sau robot mới của chúng tôi khá đơn giản: bởi vì nó sử dụng thiết kế bất đối xứng nên có thể quay mà không chạm vào đồ vật. Vì vậy, trong khi nó vẫn có thể thay đổi hướng khi tiếp xúc với đồ vật - cho phép nó định hướng trong mê cung - thay vào đó, khả năng uốn cong của nó về cơ bản cho phép nó vặn cơ thể và tự giải phóng.Các nhà nghiên cứu đã chứng minh khả năng của thiết kế robot mềm không đối xứng trong việc điều hướng các mê cung phức tạp hơn, bao gồm cả những mê cung có tường chuyển động và di chuyển qua các không gian hẹp hơn kích thước cơ thể của nó. Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm thiết kế robot mới trên bề mặt kim loại và cát. Yin cho biết: "Công việc này là một bước tiến nữa trong việc giúp chúng tôi phát triển các phương pháp cải tiến đối với thiết kế robot mềm—đặc biệt đối với các ứng dụng mà robot mềm có thể thu năng lượng nhiệt từ môi trường".