Robot nhỏ nhất thế giới, gần như "tàng hình" nếu nhìn bằng mắt thường

Các nhà khoa học tại Đại học Pennsylvania và Đại học Michigan vừa giới thiệu loại robot được xem là nhỏ nhất thế giới hiện nay. Mỗi robot chỉ có kích thước khoảng 0,2 x 0,3 x 0,05 mm, nhỏ ngang nhiều vi sinh vật, đến mức gần như không thể quan sát bằng mắt thường.

Dù có kích thước siêu nhỏ, những robot tí hon này vẫn có khả năng cảm nhận môi trường xung quanh, di chuyển linh hoạt theo các chương trình được lập sẵn và hoạt động liên tục trong nhiều tháng. Đáng chú ý, chi phí sản xuất mỗi robot chỉ vào khoảng một xu Mỹ, mở ra khả năng triển khai với số lượng lớn.

Trong công trình này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania đảm nhiệm phát triển cơ chế giúp robot di chuyển, trong khi các nhà khoa học của Đại học Michigan tạo ra “bộ não” tiêu thụ năng lượng cực thấp. Theo nhóm nghiên cứu, việc thu nhỏ robot xuống quy mô nhỏ hơn hơn 10.000 lần so với thông thường cho phép chúng hoạt động ở những không gian mà con người gần như không thể tiếp cận.

Tuy nhiên, hạn chế của những robot siêu nhỏ là khả năng di chuyển. Ở kích thước vi mô, robot không còn “cảm nhận” nước như một chất lỏng loãng, mà sẽ cảm nhận như di chuyển trong môi trường đặc quánh, khiến phương thức bơi thông thường gần như không còn tác dụng.

Để khắc phục trở ngại, nhóm nghiên cứu đã chọn cách tiếp cận khác, đó là thay vì để robot tự bơi, họ khiến chính nước xung quanh chuyển động. Robot tạo ra những điện trường rất nhỏ, làm các hạt mang điện trong nước dịch chuyển, kéo theo dòng nước và đẩy robot tiến về phía trước. Nhờ không sử dụng các bộ phận cơ học chuyển động, robot có độ bền cao và có thể hoạt động liên tục trong thời gian dài.

Bên cạnh đó, robot được trang bị bộ xử lý siêu nhỏ, chỉ tiêu thụ khoảng 75 nW. Phần lớn bề mặt robot được phủ các tấm pin mặt trời kích thước vi mô. Robot được cấp năng lượng và lập trình thông qua các xung ánh sáng, đồng thời mỗi robot mang một mã định danh riêng, cho phép nhận các nhiệm vụ khác nhau khi hoạt động theo nhóm.

Để truyền thông tin, robot không dùng sóng hay dây dẫn mà “ra hiệu” bằng cách lắc lư, tương tự cách loài ong mật truyền tin cho nhau.

Dù hiện tại các robot này mới chỉ thực hiện được những chức năng cơ bản như cảm biến, xử lý đơn giản và di chuyển trong không gian cực nhỏ, các nhà nghiên cứu tin rằng đây mới chỉ là điểm khởi đầu.

Trong tương lai, robot siêu nhỏ có thể được trang bị thêm nhiều cảm biến hơn, khả năng xử lý mạnh hơn và hoạt động trong các môi trường khắc nghiệt hơn, mở ra triển vọng ứng dụng trong y sinh, nghiên cứu tế bào và chế tạo các thiết bị vi mô.