“Con ong robot mới có thể bay theo mọi hướng giống như con ong thật”

Các nhà nghiên cứu đã cố gắng trong hơn 30 năm để tạo ra côn trùng bay nhân tạo. Khả năng tiếp cận với các robot nhỏ, giống như côn trùng có thể hữu ích trong các ứng dụng từ thụ phấn nhân tạo đến các nỗ lực cứu hộ. Một số có thể muốn sử dụng nó để do thám, nhưng hãy tập trung vào các ứng dụng rõ ràng.

Tuy nhiên, để khiến một chú robot nhỏ hoạt động như một con côn trùng thực sự không phải là điều dễ dàng. Giờ đây, một nhóm tại Đại học bang Washington đã báo cáo một bước đột phá. Họ đã tạo ra một con ong robot có thể bay theo mọi hướng, giống như thật.

Nguyên mẫu Bee++ có bốn cánh làm bằng sợi carbon và mylar, cũng như bốn bộ truyền động nhẹ để vận hành mỗi cánh. Robot có thể hoàn thành sáu bậc tự do di chuyển điển hình của côn trùng bay, bao gồm cả chuyển động xoắn phức tạp được gọi là ngáp. Nó được mô tả trong tạp chí IEEE Transactions on Robotics.

Néstor O. Pérez-Arancibia, trưởng nhóm nghiên cứu và là giáo sư tại Trường Kỹ thuật Cơ khí và Vật liệu của WSU, cho biết: “Đó là sự kết hợp giữa thiết kế và điều khiển robot. Các điều khiển rất toán học và bạn thiết kế một bộ não nhân tạo. Một số người gọi nó là công nghệ ẩn, nhưng nếu không có bộ não đơn giản đó, sẽ không có gì hoạt động được.

Robot nhỏ mới tuyệt vời

Pérez-Arancibia và nhóm của ông ban đầu đã phát triển một con ong robot hai cánh nhưng nó bị hạn chế trong chuyển động. Sau đó, họ đã chế tạo vào năm 2019 một robot bốn cánh đủ nhẹ để cất cánh. Để cho phép robot thực hiện hai chuyển động được gọi là ném bóng hoặc lăn, các nhà nghiên cứu đã làm cho cánh trước vỗ theo một cách khác với cánh sau.

Tuy nhiên, Pérez-Arancibia nhấn mạnh tầm quan trọng của việc có thể kiểm soát chuyển động ngáp phức tạp. Nếu không làm như vậy sẽ khiến robot rơi vào trạng thái quay không kiểm soát, khiến chúng không thể tập trung vào một mục tiêu cụ thể, cuối cùng dẫn đến tai nạn. Ông nói trong một tuyên bố: “Việc thiếu kiểm soát lệch hướng sẽ hạn chế rất nhiều khả năng.

Pérez-Arancibia cho biết, sự hiện diện của tất cả các cấp độ chuyển động là rất quan trọng khi thực hiện các thao tác tránh hoặc theo dõi đối tượng một cách hiệu quả. “Kiểm soát ngáp đã là một trở ngại đáng kể trong một thời gian dài. Bất chấp khái niệm lý thuyết, việc triển khai thực tế vẫn không thể đạt được do những hạn chế của động lực”, ông nói thêm.

Để kích hoạt chuyển động xoắn có kiểm soát trong rô-bốt của họ, các nhà nghiên cứu đã lấy cảm hứng từ côn trùng và biến đổi chuyển động của cánh để kết hợp các cánh có góc. Ngoài ra, họ đã tăng tần suất vỗ cánh của robot từ 100 lên 160 lần mỗi giây. Điều này liên quan đến việc thay đổi thiết kế vật lý của robot và thiết kế của bộ điều khiển.

Bee++ nặng 95 miligam và có sải cánh 33 milimét, khiến nó lớn hơn những con ong thật thường nặng khoảng 10 miligam. Không giống như côn trùng thật, thời gian bay tự động của robot bị giới hạn trong khoảng năm phút mỗi lần. Các nhà nghiên cứu hiện đang nghiên cứu tạo ra các loại robot khác lấy cảm hứng từ côn trùng, chẳng hạn như nhện nước.

Nghiên cứu có thể được truy cập ở đây.