So với robot, con người rất linh hoạt với khả năng chuyển động tinh tế và chuyển hóa hiệu quả năng lượng thành chuyển động. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã lấy cảm hứng từ dáng đi của con người để chế tạo robot lai sinh học hai chân bằng cách kết hợp các mô cơ và vật liệu nhân tạo. Nhờ vậy, robot có thể đi lại và xoay vòng. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Matter.

Shoji Takeuchi tại Đại học Tokyo và là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng: “Nghiên cứu về robot lai sinh học có sự kết hợp giữa sinh học và cơ học, là lĩnh vực mới về robot có chức năng sinh học gần đây được chú ý nhiều. Sử dụng cơ bắp làm bộ truyền động cho phép chế tạo robot nhỏ gọn thực hiện các chuyển động hiệu quả chỉ bằng một cú chạm nhẹ".

Robot mới có thiết kế hai chân cải tiến, được chế tạo trên nền tảng của robot lai sinh học sử dụng cơ bắp. Các mô cơ đã thúc đẩy robot lai sinh học bơi thẳng về phía trước và rẽ ngoặt nhưng không đột ngột. Tuy nhiên, khả năng xoay vòng và rẽ gấp là tính năng cần thiết để robot tránh chướng ngại vật.

Để chế tạo robot nhanh nhẹn hơn với những chuyển động tinh tế, các nhà nghiên cứu đã thiết kế robot lai sinh học mô phỏng dáng đi của con người và hoạt động dưới nước. Robot có mặt trên là phao xốp và được gắn hai chân giúp robot đứng thẳng dưới nước. Bộ xương của robot chủ yếu được làm từ cao su silicon, có thể uốn cong để phù hợp với chuyển động của cơ. Các nhà nghiên cứu đã gắn các dải mô cơ xương được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm vào cao su silicon và mỗi chân.

Khi các nhà nghiên cứu dùng điện chiếu vào mô cơ, cơ sẽ co lại, nâng chân lên. Gót chân sau đó tiếp đất về phía trước khi điện tiêu tán. Bằng cách kích thích điện luân phiên giữa chân trái và chân phải theo chu kỳ 5 giây, robot lai sinh học đã "đi" thành công với vận tốc 5,4 mm/phút. Để quay lại, các nhà nghiên cứu chiếu điện liên tục vào chân phải cứ 5 giây một lần trong khi chân trái đóng vai trò là mỏ neo. Robot rẽ trái 90⁰ trong vòng 62 giây. Các phát hiện cho thấy robot hai chân điều khiển bằng cơ có thể đi, dừng lại và thực hiện các chuyển động quay tinh tế.

Takeuchi cho biết: “Hiện nay, chúng tôi đang di chuyển thủ công một cặp điện cực để áp điện trường riêng rẽ lên từng chân nên rất mất thời gian. Trong tương lai, bằng cách tích hợp các điện cực vào robot, chúng tôi hy vọng sẽ tăng tốc độ theo cách hiệu quả”.

Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ cung cấp các khớp và mô cơ dày hơn cho robot hai chân thực hiện các chuyển động phức tạp và mạnh mẽ hơn. Tuy nhiên, trước khi nâng cấp robot bằng nhiều thành phần sinh học, các nhà khoa học sẽ phải tích hợp hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng để duy trì các mô sống và cấu trúc thiết bị cho phép robot hoạt động.

N.P.D (NASATI), theo Sciencedaily, 1/2024