Nằm trong bể nước đặt tại phòng thí nghiệm ở Bristol (Anh), một con robot thu gom rác đang được các nhà khoa học nghiên cứu với khả năng lấy năng lượng đủ để đưa đầy “thức ăn” vào trong “dạ dày”, sau đó thải chất thải ra môi trường và quá trình cứ thế lặp lại. Đây không phải là một robot thông thường, đó là robot thân mềm có thể hoạt động độc lập với miệng và đường ruột.
Được hợp tác phát triển bởi các nhà nghiên cứu đến từ Bristol, robot trên lấy cảm hứng từ Salp, một loài sinh vật biển thân mềm hình ống chuyên ăn các sinh vật phù du. 2 đầu của Salp có thể mở ra, thức ăn vào 1 đầu sau đó chất thải đi ra ở đầu còn lại. Quá trình tiêu hóa diễn ra khắp cơ thể, dù năng lượng nhận được chỉ đủ để giúp chúng ngọ nguậy xung quanh. Và điều này cũng diễn ra tương tự đối với robot của nhóm chuyên gia ở Bristol.
Bằng cách mở chiếc "miệng" được làm từ màng polymer mềm, robot có thể hút vào cơ thể nó một bụng đầy nước và sinh vật phù du. Ruột nhân tạo được lấp đầy bởi các tế bào nhiên liệu vi khuẩn (MFC) lúc bấy giờ sẽ phá vỡ cấu trúc của nhiên liệu sinh học, chuyển đổi hóa năng thành điện năng, từ đó giúp vận hành robot.
Lượng chất thải sau quá trình “tiêu hóa” sẽ bị đẩy ra ngoài, cùng lúc đó, nước tiếp tục được bổ sung vào để hỗ trợ tiêu hóa. Mỗi lần tiêu thụ “thức ăn” như vậy, năng lượng cho robot sẽ được bổ sung và do đó, về mặt lý thuyết, nó có thể hoạt động mãi mãi. “Tạo ra đủ năng lượng để có thể tự vận hành thật sự là một bước đột phá”, tiến sĩ Fumiya Iida, một nhà nghiên cứu robot tại Đại học Cambridge (Anh), cho biết.
Khả năng hoạt động độc lập
Năng lượng mà MFC có thể nhận được từ loại thức ăn kiểu thế này khá thấp. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng các loại vật liệu mềm để thiết kế miệng và ruột, thế nên năng lượng robot tiêu thụ cũng giảm đáng kể. Ngoài ra, năng lượng tạo thành có thể được tăng lên bằng cách trang bị cho robot nhiều tế bào nhiên liệu vi khuẩn hơn.
Lợi thế của robot tự duy trì hoạt động là bạn không cần phải sạc, thay pin hoặc kết nối nó với nguồn điện, và nó cũng chẳng cần bất kỳ sự can thiệp nào từ con người. Điều này giúp cho robot trở thành một giải pháp lý tưởng để hoạt động trong các môi trường có điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như vùng bị nhiễm phóng xạ hay hồ nước ô nhiễm.
Hiện tại, tất cả vẫn chỉ là lý thuyết, bởi môi trường hoạt động của robot trong các thử nghiệm cho đến hiện nay là hoàn toàn lý tưởng, với các chất dinh dưỡng có thể dễ dàng được tiêu hóa. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu khác cho rằng MFC đã được chứng minh có thể hoạt dộng trong nhiều điều kiện hơn. "Trong tương lai, những robot như thế này có thể được thả xuống biển và thu gom rác”, theo tiến sĩ Hemma Philamore đến từ Đại học Bristol, một trong những nhà phát minh robot nói trên.
Một ứng dụng khác có thể nhìn thấy ở robot là khả năng hoạt động trong nông nghiệp, giúp kiểm tra thực vật và cung cấp các hóa chất cần thiết cho cây trồng. "Những gì chúng ta đang phát triển là một robot có thể hoạt động một cách tự nhiên trong một môi trường tự nhiên”, Philamore chia sẻ.
Được hợp tác phát triển bởi các nhà nghiên cứu đến từ Bristol, robot trên lấy cảm hứng từ Salp, một loài sinh vật biển thân mềm hình ống chuyên ăn các sinh vật phù du. 2 đầu của Salp có thể mở ra, thức ăn vào 1 đầu sau đó chất thải đi ra ở đầu còn lại. Quá trình tiêu hóa diễn ra khắp cơ thể, dù năng lượng nhận được chỉ đủ để giúp chúng ngọ nguậy xung quanh. Và điều này cũng diễn ra tương tự đối với robot của nhóm chuyên gia ở Bristol.
Bằng cách mở chiếc "miệng" được làm từ màng polymer mềm, robot có thể hút vào cơ thể nó một bụng đầy nước và sinh vật phù du. Ruột nhân tạo được lấp đầy bởi các tế bào nhiên liệu vi khuẩn (MFC) lúc bấy giờ sẽ phá vỡ cấu trúc của nhiên liệu sinh học, chuyển đổi hóa năng thành điện năng, từ đó giúp vận hành robot.
Lượng chất thải sau quá trình “tiêu hóa” sẽ bị đẩy ra ngoài, cùng lúc đó, nước tiếp tục được bổ sung vào để hỗ trợ tiêu hóa. Mỗi lần tiêu thụ “thức ăn” như vậy, năng lượng cho robot sẽ được bổ sung và do đó, về mặt lý thuyết, nó có thể hoạt động mãi mãi. “Tạo ra đủ năng lượng để có thể tự vận hành thật sự là một bước đột phá”, tiến sĩ Fumiya Iida, một nhà nghiên cứu robot tại Đại học Cambridge (Anh), cho biết.
Khả năng hoạt động độc lập
Năng lượng mà MFC có thể nhận được từ loại thức ăn kiểu thế này khá thấp. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng các loại vật liệu mềm để thiết kế miệng và ruột, thế nên năng lượng robot tiêu thụ cũng giảm đáng kể. Ngoài ra, năng lượng tạo thành có thể được tăng lên bằng cách trang bị cho robot nhiều tế bào nhiên liệu vi khuẩn hơn.
Lợi thế của robot tự duy trì hoạt động là bạn không cần phải sạc, thay pin hoặc kết nối nó với nguồn điện, và nó cũng chẳng cần bất kỳ sự can thiệp nào từ con người. Điều này giúp cho robot trở thành một giải pháp lý tưởng để hoạt động trong các môi trường có điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như vùng bị nhiễm phóng xạ hay hồ nước ô nhiễm.
Hiện tại, tất cả vẫn chỉ là lý thuyết, bởi môi trường hoạt động của robot trong các thử nghiệm cho đến hiện nay là hoàn toàn lý tưởng, với các chất dinh dưỡng có thể dễ dàng được tiêu hóa. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu khác cho rằng MFC đã được chứng minh có thể hoạt dộng trong nhiều điều kiện hơn. "Trong tương lai, những robot như thế này có thể được thả xuống biển và thu gom rác”, theo tiến sĩ Hemma Philamore đến từ Đại học Bristol, một trong những nhà phát minh robot nói trên.
Một ứng dụng khác có thể nhìn thấy ở robot là khả năng hoạt động trong nông nghiệp, giúp kiểm tra thực vật và cung cấp các hóa chất cần thiết cho cây trồng. "Những gì chúng ta đang phát triển là một robot có thể hoạt động một cách tự nhiên trong một môi trường tự nhiên”, Philamore chia sẻ.
Tham khảo: NewScientist, Ảnh minh hoạ: Thedailybeast