Robot lỏng: Bước đột phá công nghệ mở ra kỷ nguyên mới cho y học và công nghiệp

Các robot lỏng từng chỉ xuất hiện trong phim khoa học viễn tưởng, nhưng giờ đây, một nhóm nghiên cứu từ Hàn Quốc đã biến chúng thành hiện thực. Với khả năng thay đổi hình dạng, tách ra và hợp nhất lại, loại robot này hứa hẹn ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ y học đến công nghiệp.

Công nghệ robot lỏng và cách hoạt động

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Seoul đã phát triển một loại robot có khả năng di chuyển và biến đổi linh hoạt như một chất lỏng thông minh. Cấu trúc của robot bao gồm một lõi nước được làm đông thành đá và phủ một lớp hạt PTFE (Teflon). Lớp phủ này giúp bề mặt của robot có tính kỵ nước, tạo thành một vỏ ổn định ngay cả khi phần lõi bên trong tan chảy.

Điểm đặc biệt của robot này là nó di chuyển mà không cần tiếp xúc trực tiếp, nhờ vào sóng siêu âm. Lực đẩy từ sóng siêu âm kết hợp với ma sát bề mặt giúp điều khiển chính xác hướng đi của robot. Để tối ưu hóa khả năng điều khiển, các nhà khoa học đã phát triển một mô hình toán học nhằm dự đoán tốc độ và hành vi của nó một cách chi tiết.

Ứng dụng tiềm năng trong y học và công nghiệp

Trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm, robot lỏng đã thể hiện khả năng di chuyển linh hoạt trên cả mặt đất và mặt nước, luồn lách qua các khe hẹp, nhặt và di chuyển vật thể. Điểm nổi bật là nó có thể hợp nhất với các đơn vị robot lỏng khác, tạo thành một thể thống nhất. Điều này giúp nó trở nên ổn định hơn so với các công nghệ trước đây như “viên bi lỏng” (liquid marble) – loại giọt nước phủ hạt nano có tính chất giống như một khối rắn nhưng lại khó kiểm soát hơn.

Trong tương lai, robot lỏng có thể được ứng dụng trong y học để vận chuyển thuốc đến những khu vực cụ thể trong cơ thể. Ngoài ra, nó cũng có thể hỗ trợ các nhiệm vụ trong công nghiệp, chẳng hạn như tiếp cận các khu vực nhỏ hẹp mà con người hoặc máy móc thông thường không thể với tới. Một số kịch bản còn đề xuất việc sử dụng từ trường hoặc xung điện để điều khiển chúng hoạt động như các tế bào tự động.

Thách thức và triển vọng phát triển

Dù mang tiềm năng lớn, công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và đối mặt với nhiều thách thức. Theo nhóm nghiên cứu do giáo sư Ho-Young Kim, Hyobin Jeon, Keunhwan Park và Jeong-Yun Sun dẫn đầu, hiện tại robot vẫn cần được điều khiển từ bên ngoài. Các vấn đề như thu nhỏ kích thước, mở rộng vật liệu và đảm bảo độ tin cậy trong môi trường thực tế vẫn chưa được giải quyết triệt để.

Các chuyên gia dự đoán rằng những nguyên mẫu đầu tiên có thể sẵn sàng trong vòng 3 đến 5 năm tới, trong khi các ứng dụng thực tế có thể xuất hiện trong khoảng 7 đến 10 năm. Nếu thành công, robot lỏng có thể thay đổi cách con người tiếp cận y học và công nghiệp, mở ra một kỷ nguyên mới của công nghệ robot.