Robot giống thằn lằn này có thể vượt trội hơn các xe thăm dò sao Hỏa.

Mặc dù con người chúng ta tuyên bố mục tiêu xây dựng một thuộc địa trên sao Hỏa vào “một ngày nào đó”, nhưng cho đến nay chúng ta vẫn chưa thể xây dựng một con đường nào ở đó. Có miệng núi lửa, tảng đá và núi lửa trên khắp bề mặt Sao Hỏa, khiến việc khám phá hành tinh đỏ trở nên rất khó khăn ngay cả đối với các xe tự hành – chưa kể đến việc nó hoàn toàn không có bầu khí quyển.

Nhưng những robot mới giống thằn lằn có thể giúp ích một cách bất ngờ trong vấn đề này.

Robot bốn chân này được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu từ Đại học Hàng không và Du hành vũ trụ Nam Kinh (NUAA). Nó bao gồm một vật liệu nhựa in 3D và có thể bắt chước chuyển động và phong cách di chuyển “leo” của một con thằn lằn sa mạc. Các nhà nghiên cứu lập luận rằng cả xe tự hành và robot đi bộ thường gặp khó khăn khi đi qua địa hình đất hạt mềm và đá trên sao Hỏa. Đây là nơi robot thằn lằn có thể vượt qua chúng.

“Các xe tự hành có bánh lốp có thể bị ngập nước nghiêm trọng và bị chôn vùi trong lớp đất yếu rất mềm. Nhưng các bánh xe có thể bị trượt cao từ mặt đất mềm. Các nhà nghiên cứu cho biết những robot này (thằn lằn) thích nghi với địa hình dạng hạt và đá, so với xe tự hành có bánh xe và xe tự hành có chân,” các nhà nghiên cứu cho biết.

Các nhà khoa học đã chế tạo robot thằn lằn cho sao Hỏa như thế nào?

Robot lấy cảm hứng từ thằn lằn là một cỗ máy mô phỏng sinh học (có khả năng bắt chước các yếu tố của tự nhiên). Nó có một cột sống linh hoạt, bốn chân với bốn ngón chân, móng vuốt, bản lề, khớp hông và các bánh răng riêng biệt. Điều thú vị là mỗi bộ phận thực hiện một chức năng phụ quan trọng ngoài vai trò rõ ràng của chúng. Ví dụ, xương sống linh hoạt của thằn lằn cho phép nó thực hiện những bước dài hơn so với các robot thám hiểm thông thường có xương sống cứng nhắc.

Nhờ có chân bò, rô-bốt thằn lằn có trọng tâm thấp hơn, đó là lý do tại sao nó ổn định hơn rô-bốt biết đi. Không giống như xe tự hành, rô-bốt có móng vuốt và nhiều ngón chân cho phép bám chắc vào các bề mặt nhẵn, có dạng hạt. Ngoài ra, cơ chế bốn chân của nó giữ cho robot cân bằng khi nó cố nâng cơ thể lên.

Con thằn lằn được cung cấp năng lượng bởi pin lithium ion 12 Volt và cũng được trang bị dây điện, bộ điều chỉnh điện áp và bộ điều khiển. Tất cả các thành phần này cùng nhau cung cấp cho rô-bốt chuyển động đung đưa ổn định và khả năng bám chắc vào đất và đá. Tuy nhiên, điều này không phải là dễ dàng để đạt được như nó có vẻ. Mất rất nhiều công sức, thời gian và tính toán, cuối cùng chú thằn lằn robot cũng hoạt động được.

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu nghiên cứu các chuyển động và kiểu vận động được phối hợp nhịp nhàng của thằn lằn sa mạc thực sự, sau đó phát triển nhiều mô hình động học (giải thích bằng toán học về chuyển động của robot và các khả năng liên quan đến chuyển động). Các mô hình toán học khác nhau đã được tạo ra và thử nghiệm cho các bộ phận khác nhau của thằn lằn.

Sau đó, sử dụng mô hình này và một số tính toán khác, các nhà nghiên cứu bắt đầu huấn luyện robot. Cuối cùng, sau khi hoàn thành việc học mô hình, robot đã có thể bò và di chuyển như một con thằn lằn sa mạc.

Thằn lằn robot này có thể khám phá sao Hỏa không?

Để kiểm tra thêm khả năng bò của nó, họ đã đặt robot bốn chân trong môi trường mô phỏng có bề mặt và địa hình tương tự sao Hỏa. Thằn lằn robot đã thể hiện rất tốt trong thí nghiệm này. Làm nổi bật kết quả kiểm tra hơn nữa, các tác giả nghiên cứu cho biết:

“Các thử nghiệm thực nghiệm cho thấy robot mô phỏng sinh học phù hợp với đất dạng hạt và bề mặt đá, có tiềm năng đi lại cao trên bề mặt sao Hỏa. Do đó, công việc này thúc đẩy sự phát triển của robot sao Hỏa để khám phá bề mặt.”

Các nhà nghiên cứu có kế hoạch cải thiện hiệu suất của thằn lằn robot bằng cách thực hiện những thay đổi hơn nữa đối với thiết kế cơ thể, các thành phần và vật liệu của nó. Họ cũng có kế hoạch thử nghiệm robot trong những điều kiện khắc nghiệt hơn giống như sao Hỏa.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí phỏng sinh học.