Các nhà nghiên cứu đang phát triển một loại cơ bắp tổng hợp cho trí tuệ nhân tạo (AI). Loại cơ bắp này có thể giãn nở gấp 15 lần và mạnh hơn gấp 3 lần so với cơ tự nhiên, cũng như khả năng nâng vật nặng gấp 1.000 lần so với cơ bắp của người.
Trong các bộ phim giả tưởng, robot là những cỗ máy linh hoạt không khác gì con người. Tuy nhiên, trên thực tế, mặc dù đã làm được khá nhiều thứ để thay thế con người, nhưng robot vẫn cử động rất cứng nhắc và không được mềm dẻo như chúng ta.
Nhằm giúp robot trở nên khéo léo hơn, lần đầu tiên, các nhà khoa học đã tạo ra loại cơ bắp nhân tạo hoạt động tương tự như cơ bắp tự nhiên của người, giúp robot có được sự khéo léo của con người và sức mạnh của một cỗ máy.
Lấy cảm hứng từ cơ bắp người, tiến sĩ Aslan Miriyev, nhà nghiên cứu tại Đại học Columbia, đã phát triển một loại cơ tổng hợp, mềm dẻo và linh hoạt. Loại cơ tổng hợp này có thể đẩy, kéo, uốn cong, hay thậm chí xoắn lại khi phản ứng với nhiệt.
Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm của Miriyev và các cộng sự đã cho thấy, loại cơ tổng hợp này có thể giãn nở gấp 15 lần và mạnh mẽ hơn ba lần so với cơ tự nhiên, cũng như khả năng nâng vật nặng gấp 1.000 lần so với cơ của người.
Cơ bắp nhân tạo được sử dụng để nâng cánh tay của bộ xương lên 90 độ. (Ảnh: Aslan Miriyev/Columbia Engineering).
Ngoài ra, loại cơ tổng hợp này rất dễ chế tạo và được làm từ những vật liệu rẻ tiền, an toàn với môi trường và có khả năng tương thích sinh học cao. Đây có thể là bước đệm cho sự phát triển của những thiết bị y học hỗ trợ những người khiếm khuyết về thể chất. Đồng thời mở ra tương lai đầy hứa hẹn cho loại robot hoạt động mềm dẻo, có thể cộng tác với con người một cách linh hoạt và an toàn, cũng như thực hiện công việc một cách tinh tế và chính xác.
“Hãy nhìn đến một ứng dụng thực tế dễ thấy rõ nhất là việc bắt những chú robot chọn lựa cà chua. Nếu chúng không sở hữu những mô cơ mềm, bạn sẽ nhận được một ly nước ép cà chua thay vì một quả cà”, Miriyev hài hước chia sẻ.
Hầu hết những robot tân tiến nhất ngày nay đều được tạo nên từ những loại vật liệu cứng, như kim loại hay nhựa. Robot mềm có tồn tại, nhưng chúng thường được giới hạn bởi máy bơm khí nén để duy trì hình dạng của những khối khí, và phải có mức điện áp cao hơn 10 lần so với điện gia dụng để mô phỏng chuyển động giãn nở của vật liệu.
“Không chỉ không thực tế do mức điện áp cao, không phổ biến trong các hộ gia đình, mà nó còn tiềm tàng sự nguy hiểm nếu đó là một robot trông trẻ hay chăm sóc người cao tuổi”, Miriyev cho biết về các loại robot mềm hiện nay.
Vật liệu mà Miriyev cùng nhóm của mình đang phát triển không đòi hỏi một máy bơm cao áp để vận hành đúng.
Để tạo ra cơ bắp nhân tạo, các nhà khoa học đã trộn ethanol – một thành phần phổ biến được sử dụng để tạo nên hầu hết mọi thứ, từ đồ uống có cồn cho đến dung dịch làm sạch sản phẩm – với silicon lỏng. Sau khi hòa trộn, những bong bóng dung dịch nhỏ được phân tán đều trên bề mặt rồi lắng xuống vào trong các túi cao su.
Bằng cách nhúng những sợi mạch rất mỏng vào hàng loạt túi cao su dày đặc bên trong, các nhà nghiên cứu chỉ cần một dòng điện với điện áp thấp đi qua là vật liệu có thể được làm nóng lên 78,4 độ C - nhiệt độ sôi của ethanol. Sự đun sôi làm tăng thể tích của các bong bóng ethanol khiến cơ bắp được giãn nở ra.
Miriyev cho biết trong tương lai, nhóm của ông sẽ phát triển hệ thống cảm biến theo dõi bằng máy tính để đo tổng lực đã dùng để nâng vật và xa hơn là tính toán phải dùng bao nhiêu lực để làm từng công việc cụ thể.