Cơ cấu đẩy của robot tí hon

Với một cơ cấu đẩy như vậy, có thể đem ứng dụng cho các hệ thống dẫn nạp thuốc thông minh. Các hệ thống này di chuyển dọc theo dòng máu để đi thẳng tới mục tiêu, Bradley Nelson, Giáo sư robot học và trí tuệ nhân tạo ở Viện Công nghệ Thuỵ Sỹ, cho biết. Ông là người lãnh đạo Nhóm nghiên cứu đã phát triển cơ cấu đẩy nói trên. Theo ông, về lâu dài, những cơ cấu đẩy cấp nano có thể được ứng dụng để đẩy các microrobot y sinh tự quản.

Để các vật thể cấp nano di chuyển được trong chất lỏng là một thách thức không nhỏ, vì sự cản trở của độ nhớt chất lỏng đối với những vật thể nhỏ như vậy là cực kỳ lớn, Sylvain Martel, Phó Giáo sư kỹ thuật tính toán ở trường Đại học Montreal, Canada, cho biết. Khi kích thước của vật thể giảm đi, thì lực cần thiết để vật thể đó di chuyển được trong chất lỏng lại không giảm đi một cách tỉ lệ.

Vi khuẩn đã tiến hoá được cơ cấu roi hết sức tinh xảo. ở cơ cấu này, một động cơ cấp phân tử bơm proton ra khắp màng tế bào khiến cho các sợi xoắn của roi quay. Điều này được thực hiện hiệu quả tới mức làm cho một số roi quay với tốc độ lên tới 1000 vòng/phút.

Các cuộn dây cấp nano trong cơ cấu đẩy của Nelson tạo ra chuyển động nhờ từ trường quay bên ngoài, làm cho chúng chuyển động rất giống với cách chuyển động của roi vi khuẩn. Cuộn dây nano này được chế tạo bằng cách gia cố hai dải galium arsenide rất mảnh chồng lên nhau, trên cơ sở sử dụng kỹ thuật in lito ảnh; dải nằm dưới được tráng indium. Những nguyên tử indium gây ra ứng lực nén, khiến cho dải bị xoắn lại để giải phóng ứng suất, tương tự như chiếc vặn nút chai.

Để làm cho cuộn xoắn này quay, Nelson đã tạo ra 4 cuộn dây từ được đặt ở các vị trí sao cho chúng có thể sản ra một trường điện từ để quay xung quanh một trục. Tiếp đó họ gắn các cuộn dây vào những tấm kền nhỏ, có công dụng làm những microrobot rồi đưa hệ thống này vào trong chất lỏng để xem những cuộn dây này có đẩy được những tấm đó chuyển động không. Kết quả là những tấm này đã chuyển động được ở trong chất lỏng.

Mặc dù đây không phải là trường hợp đầu tiên các từ trường bên ngoài được ứng dụng để làm quay các cuộn dây, nhưng ở lần này, cơ cấu chỉ có kích thước ở cấp nano và điều này là hết sức quan trọng, bởi lẽ có thể sử dụng chúng để dịch chuyển các microrobot trong lĩnh vực y sinh học.

Nguồn: Robotics, 5/2007, automation.org.vn, 31/05/2007