Kẹp robot gắp được sợi tóc người

Kẹp robot có thể nâng lòng đỏ trứng (trái) và sợi tóc người (phải). Ảnh: Jie Yin/Đại học Bang Bắc Carolina

Nhóm chuyên gia tại Đại học Bang Bắc Carolina chế tạo kẹp robot linh hoạt đến mức có thể nâng lòng đỏ trứng mỏng manh mà không làm vỡ và chính xác đến mức nhấc được một sợi tóc người, SciTechDaily hôm 26/1 đưa tin. Nghiên cứu có tiềm năng ứng dụng cho cả robot mềm và công nghệ y sinh.

Kẹp robot được chế tạo dựa trên nghệ thuật cắt giấy kirigami, giúp cắt và gấp các tấm vật liệu 2D để tạo thành hình khối 3D. Cụ thể, nhóm nghiên cứu phát triển kỹ thuật biến tấm vật liệu 2D thành cấu trúc 3D cong bằng cách cắt những khe hở song song. Hình dạng cuối cùng của cấu trúc 3D được xác định chủ yếu nhờ mép ngoài của vật liệu. Ví dụ, tấm vật liệu 2D có mép tròn sẽ tạo thành cấu trúc 3D hình cầu.

"Nếu biết mình cần loại cấu trúc 3D cong nào, người dùng có thể sử dụng phương pháp của chúng tôi để xác định hình dạng mép và kiểu khe hở mà họ cần cho vật liệu 2D. Họ cũng có thể kiểm soát cấu trúc cuối cùng bằng cách kiểm soát hướng đẩy hay kéo vật liệu", Yaoye Hong, thành viên nhóm nghiên cứu, nghiên cứu sinh tại Đại học Bang Bắc Carolina, cho biết.

"Kỹ thuật của chúng tôi đơn giản hơn một chút so với các kỹ thuật cũ dùng để biến vật liệu 2D thành cấu trúc 3D cong. Nó cho phép các nhà thiết kế tạo ra nhiều loại cấu trúc tùy chỉnh từ vật liệu 2D", Jie Yin, thành viên nhóm nghiên cứu, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại Đại học Bang Bắc Carolina, nói.

Những chiếc kẹp truyền thống thường kẹp rất chặt, chúng gắp bằng cách tạo áp lực lên vật thể, Yin giải thích. Điều này có thể gây rắc rối khi muốn kẹp những vật dễ vỡ. Tuy nhiên, kẹp robot mới bao bọc vật thể rồi nâng lên, tương tự cách con người dùng tay để nâng. Điều này cho phép nó cầm và di chuyển cả những thứ mỏng manh mà không làm mất độ chính xác.

Nhóm nghiên cứu cho biết, kỹ thuật mới có rất nhiều ứng dụng tiềm năng như thiết kế những thiết bị y sinh phù hợp với hình dạng của khớp, ví dụ đầu gối người. "Hãy nghĩ đến băng thông minh hoặc thiết bị giám sát với khả năng uốn cong và di chuyển cùng với đầu gối hay khuỷu tay", Yin nói.

Nhóm nhà khoa học đang nghiên cứu cách tích hợp kỹ thuật mới vào công nghệ robot mềm để giải quyết các thách thức trong công nghiệp. Họ cũng tìm hiểu cách áp dụng kỹ thuật này cho việc chế tạo thiết bị chườm ấm đầu gối, từ đó có thể hỗ trợ điều trị bệnh.

"Chúng tôi sẵn sàng làm việc với các đối tác để khám phá thêm nhiều ứng dụng, đồng thời tìm cách đưa phương pháp mới từ phòng thí nghiệm đến thực tế", Yin chia sẻ.

Thu Thảo (Theo SciTechDaily)