Robot siêu nhỏ “đi bộ trên nước” lấy cảm hứng từ côn trùng nước

Lấy cảm hứng từ côn trùng chân dài lướt nước (water striders), một nhóm nghiên cứu tại Đại học Virginia vừa phát triển thành công phương pháp chế tạo robot mềm siêu nhỏ có thể tự hình thành và di chuyển trực tiếp trên bề mặt nước, mà không cần bệ đỡ cứng như trước.

Kỹ thuật mới mang tên HydroSpread, cho phép tạo ra các màng robot siêu mỏng trực tiếp trên mặt nước bằng cách phủ mực polymer lỏng, sau đó dùng tia laser để cắt và tạo hình chính xác.

Cụ thể, nhóm nghiên cứu sử dụng polydimethylsiloxane (PDMS) – một loại vật liệu linh hoạt – để tạo thành lớp màng hai lớp cực mỏng. Nhờ môi trường nước, nhiệt lượng từ tia laser được tản nhanh, giúp giảm lỗi và tạo ra các chi tiết siêu mịn, mỏng và linh hoạt mà không bị biến dạng như khi làm trên bề mặt cứng.

Từ công nghệ này, hai nguyên mẫu robot đã ra đời:

• HydroFlexor: di chuyển bằng các động tác “bơi vẫy vây”
• HydroBuckler: “đi bộ” bằng cách uốn cong theo kiểu gập, mô phỏng chuyển động của côn trùng lướt nước

Cả hai đều hoạt động nhờ nguồn nhiệt hồng ngoại từ bên ngoài – khi một trong hai lớp màng giãn nở nhanh hơn lớp còn lại, robot sẽ tạo ra chuyển động uốn cong và di chuyển về phía trước.

Theo nhóm nghiên cứu, HydroSpread không chỉ giúp đơn giản hóa quá trình sản xuất robot siêu nhỏ, mà còn mở ra khả năng sản xuất hàng loạt các thiết bị linh hoạt, chẳng hạn như:

• Robot giám sát môi trường hoạt động trên mặt nước
• Thiết bị cứu hộ cỡ nhỏ tại các khu vực khó tiếp cận
• Màng y sinh siêu mỏng, có thể ứng dụng vào cảm biến đeo được hoặc thiết bị y tế cá nhân
• Linh kiện điện tử dẻo cho thế hệ thiết bị gập, cuộn trong tương lai

HydroSpread không chỉ là một bước tiến trong lĩnh vực robot mềm, mà còn mở ra chương mới cho ngành vật liệu siêu mỏng ứng dụng đa ngành. Từ môi trường đến y tế hay công nghệ tiêu dùng, những chú robot “bé như cánh chuồn chuồn” có thể sẽ là nền tảng cho cả một thế hệ thiết bị mới – nhẹ, linh hoạt và thông minh hơn bao giờ hết.