Găng tay bạch tuộc giúp cầm chắc vật thể dưới nước

Tạp Chí Giáo Dục

Thứ bảy, 16.07.2022, 10:07

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Công nghệ Virginia phát triển găng tay cho phép thợ lặn cầm nắm chặt người hoặc vật dưới nước, ví dụ khi cứu hộ hoặc trục vớt xác tàu.

Mẫu găng tay lấy cảm hứng từ xúc tu bạch tuộc, được bao phủ bởi các giác hút robot trang bị cảm biến giúp xác định vật thể ở bao xa. Khi phát hiện bề mặt ở gần, cảm biến sẽ truyền tín hiệu cho người điều khiển để kích hoạt chức năng dính chặt của giác hút. Nhóm nghiên cứu hy vọng có thể ứng dụng sản phẩm trong những hoạt động dưới nước cần thao tác cầm nắm.

Con người không được sinh ra để hoạt động dưới nước, đó là lý do phát minh kính bơi và đồ bơi. Thợ lặn cứu hộ, nhà khảo cổ học dưới nước, kỹ sư cầu đường và nhân viên trục vớt đều cần độ bám dính tốt để làm việc. Tuy nhiên, đôi khi mục tiêu quá trơn trượt khiến họ không thể nắm chắc, làm giảm hiệu quả công việc.

Michael Bartlett và cộng sự lấy cảm hứng giải quyết vấn đề từ loài bạch tuộc trong tự nhiên. Bạch tuộc có 8 xúc tu dài có thể nắm giữ các vật thể với bất kỳ bề mặt nào dưới nước. Xúc tu của chúng được bao phủ bởi giác hút có hình dáng giống ống bơm, điều khiển bằng hệ thống cơ và thần kinh. Sau khi vành ngoài của giác hút bám chặt vào đồ vật, bạch tuộc có thể sử dụng cơ bắp để bóp hoặc nhả vùng hình cốc phía sau vành để tăng hoặc giảm áp lực. Nhiều giác hút phối hợp tạo ra độ bám dính cực mạnh.

Giác hút được thiết kế để bám dính vào bề mặt phẳng, cong, trơn nhẵn và thô rám…

"Điều thú vị là bạch tuộc kiểm soát hơn 2.000 giác hút trên 8 xúc tu thông qua xử lý thông tin từ những cảm biến hóa học và cơ học đa dạng. Chúng thực sự kết hợp khả năng điều chỉnh độ bám dính, cảm biến và điều khiển để xử lý vật thể dưới nước", Bartlett chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu ở Phòng thí nghiệm cấu trúc và vật liệu mềm phát triển giác hút với phần ống cao su linh hoạt bọc lớp màng mềm. Họ mô tả phương pháp trên tạp chí Science Advances hôm 13/7. Giác hút được thiết kế để bám dính vào bề mặt phẳng, cong, trơn nhẵn và thô rám của vật thể với nhiều hình dáng và kích thước khác nhau chỉ bằng áp suất như bạch tuộc trong tự nhiên. Tiếp đó, nhà nghiên cứu Eric Markvicka đến từ Đại học Nebraska-Lincoln thêm vào một loạt cảm biến tiệm cận quang học LIDAR nhỏ để phát hiện vật thể gần. Giác hút và cảm biến LIDAR sau đó được kết nối thông qua bộ vi điều khiển mô phỏng hệ thần kinh và cơ bắp của bạch tuộc.

Khi gắn giác hút vào găng tay, các kỹ sư kiểm tra sản phẩm với những vật thể nhẹ, chỉ sử dụng duy nhất một cảm biến. Găng tay có thể nhanh chóng nhặt và thả đồ vật phẳng, đồ chơi kim loại, xy-lanh, muỗng và quả bóng hydogel siêu mềm. Sau khi đặt lại cấu hình mạng lưới cảm biến để sử dụng mọi cảm biến nhằm phát hiện vật thể, găng tay dễ dàng cầm nắm đồ vật như chiếc đĩa, hộp và bát to. Đồ vật phẳng, hình trụ, lồi và hình cầu từ vật liệu cứng và mềm cũng được nhấc lên, ngay cả khi người sử dụng không nắm chặt tay. Bartlett và cộng sự hy vọng mẫu găng tay có thể phát huy vai trò trong phát triển robot dưới nước, công nghệ hỗ trợ người dùng, chăm sóc sức khỏe và sản xuất đồ vật ướt.

HT (theo khoahoc.tv)