Phóng viên Wu Yue và Yan Yiqiao

时而摆动“尾鳍”游动，时而展开“背鳍”滑翔，还能用足部爬行……一台身长不到50厘米、体重仅2.7千克，能在万米深海实现多模态运动的小型机器人(上图为示意图，受访团队供图)，是由北京航空航天大学研究团队联合中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学历经6年研发的，相关研究成果近日发表在国际学术期刊《科学·机器人》。

Địa hình đáy biển sâu phức tạp, làm thế nào để robot có khả năng thích ứng với chuyển động đa phương thức của môi trường? Cá dơi biển sâu có thể bơi và đi lại tự do thông qua các chuyển động chân chèo thông minh, điều này đã mang đến cho nhóm nghiên cứu khoa học nguồn cảm hứng sinh học: một robot đa phương thức có khả năng bơi, lượn và bò đã được "ra đời". Ở chế độ bơi, robot tạo ra lực đẩy thông qua cú xoay của "vây đuôi" và tốc độ tối đa có thể đạt 3,0 cm mỗi giây, và ở chế độ lướt, "vây lưng" được triển khai sử dụng lực nâng của nước để lướt trên quãng đường dài. Ở chế độ bò, robot có thể đi trên cát với tốc độ 0 cm / giây bằng cách sử dụng thiết kế chân dị hướng.

Theo Wen Li, giáo sư tại Trường Kỹ thuật Cơ khí và Tự động hóa của Đại học Beihang, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một thiết bị truyền động mới: cấu trúc siêu vật liệu chiral lưỡng ổn sử dụng cấu trúc siêu vật liệu chiral lưỡng ổn định để đạt được khả năng lái xe hiệu quả khi chuyển đổi giữa hai trạng thái ổn định. Tốc độ và biên độ của bước nhảy nhanh tăng lên theo mô đun của vật liệu kết cấu, khéo léo đảo ngược tác động tiêu cực của áp suất cao ở biển sâu lên vật liệu mềm thành tác động tích cực, giúp cải thiện hiệu suất lái của robot. Để giải quyết thách thức của đông lạnh biển sâu, nhóm nghiên cứu đã sử dụng hợp kim bộ nhớ hình dạng có thể đạt được biến dạng hoạt động theo chu kỳ tần số cao trong môi trường nhiệt độ thấp để truyền động đối kháng và một cặp lò xo hợp kim nhớ hình dạng được co lại tích cực luân phiên thông qua quá trình sưởi ấm dòng điện định kỳ, điều khiển chuyển đổi nhảy lưỡng ổn định của các đơn vị siêu vật liệu chiral, để nhận ra sự xoay vòng nhanh chóng của trình điều khiển.

Ding Xilun, trưởng khoa Kỹ thuật Cơ khí và Tự động hóa của Đại học Beihang, cho biết robot có thể thích ứng với các địa hình đáy biển và nhu cầu nhiệm vụ khác nhau, đồng thời có thể hỗ trợ phát triển tài nguyên biển và khai quật khảo cổ. Trong tương lai, sẽ có thể theo dõi hoạt động địa chất và quần xã sinh vật trong thời gian thực bằng cách lắp đặt các camera và cảm biến nhỏ.

Để xác minh hiệu suất của robot, nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thử nghiệm thực địa tại nhiều địa điểm biển sâu, chẳng hạn như Suối lạnh Seahorse và Rãnh Mariana. Trong quá trình thử nghiệm, robot đã chịu được thành công nhiệt độ thấp và áp suất cao của biển sâu và đạt được chuyển động đa phương thức như mong đợi. Theo Wen Li, nhóm nghiên cứu đang hướng tới hướng nghiên cứu "robot linh hoạt biển sâu + trí tuệ nhân tạo".

(Feng Hao tham gia viết)

Nhân dân Nhật báo (06/0/0 0 Phiên bản)