Robot sẽ có da nhạy cảm như con người?

Tại Đại học Stanford, Mỹ, các nhà khoa học đã phát triển thành công một loại da cảm ứng siêu bền, có khả năng nhận biết nhiều dạng tiếp xúc khác nhau. Vật liệu này được kỳ vọng mở đường cho những thiết bị nhân tạo biết cảm nhận môi trường, gần với cách làn da con người phản ứng trước tác động bên ngoài. Nếu được ứng dụng phù hợp, loại da mới có thể giúp chi giả nhận biết va chạm hoặc giúp robot cảm nhận những cái chạm vốn trước đây chỉ con người mới có thể nhận ra. Điểm nổi bật của vật liệu nằm ở khả năng co giãn rất lớn, khi có thể kéo dài tới gấp hai lần kích thước ban đầu mà vẫn đàn hồi trở lại. Sau quá trình biến dạng, vật liệu không bị kéo lệch vĩnh viễn, không mất hình dạng ban đầu và vẫn tiếp tục hoạt động như trước. Độ bền này đặc biệt quan trọng với các thiết bị phải thường xuyên cử động, uốn cong, chịu lực hoặc tiếp xúc với nhiều bề mặt khác nhau. Bên trong “siêu da” là những sợi nano carbon có độ co giãn cao, tạo nên cấu trúc cảm ứng vừa mềm dẻo vừa chịu được tác động mạnh. Theo thông tin được Daily Mail đăng tải, các sợi nano carbon này liên kết với nhau thành những chiếc lò xo siêu nhỏ nằm trong vật liệu. Những lò xo đặc biệt ấy có thể co giãn theo nhiều hướng, nhờ vậy vật liệu không chỉ phản ứng với một kiểu kéo hoặc một hướng tác động cố định. Cấu trúc nano giúp vật liệu phát hiện cả những rung động cực nhỏ do một cái chạm nhẹ tạo ra trên bề mặt. Đồng thời, nó vẫn có thể chịu đựng những tác động mạnh tương đương trọng lượng của hai con voi mà không bị hư hỏng. Khoảng cảm nhận rộng như vậy cho thấy vật liệu có thể xử lý nhiều cấp độ lực, từ tiếp xúc rất nhẹ đến áp lực lớn trong môi trường hoạt động khắc nghiệt. Để tạo ra vật liệu mới, nhóm nghiên cứu trước hết phun các sợi nano carbon lên bề mặt một tấm silicon. Sau khi hoàn tất, những sợi nano carbon nằm ngẫu nhiên trên bề mặt silicon, chưa tạo thành các hàng liên kết rõ ràng. Cấu trúc này thay đổi khi tấm vật liệu bị kéo giãn, bởi các sợi bắt đầu liên kết với nhau theo một trật tự giống những chiếc lò xo nhỏ. Tiến sĩ Zhenan Bao, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết các sợi nano carbon liên kết như lò xo và có thể co giãn nhiều lần mà không thay đổi hình dạng ban đầu. Cách sắp xếp ấy tạo cho vật liệu khả năng chịu kéo lặp lại, yếu tố cần thiết đối với da nhân tạo trên chi giả hoặc bề mặt robot. Thay vì chỉ chịu được một lần biến dạng, “siêu da” có thể phục hồi sau nhiều lần kéo, từ đó duy trì khả năng cảm nhận trong thời gian dài hơn. Các nhà khoa học còn phát hiện một đặc tính đáng chú ý khi vật liệu được kéo giãn lần thứ hai theo hướng vuông góc với hướng kéo đầu tiên. Sau hai lần kéo theo hai hướng khác nhau, vật liệu vẫn có thể tiếp tục giãn theo bất kỳ hướng nào mà không bị biến dạng hoặc hư hỏng. Khả năng này giúp “siêu da” thích nghi tốt hơn với những chuyển động phức tạp, vốn thường xuất hiện ở bàn tay, khớp chi giả hoặc các bộ phận robot linh hoạt. Nghiên cứu của Đại học Stanford chưa biến mọi robot thành những sinh vật có xúc giác hoàn chỉnh, nhưng đã cho thấy hướng phát triển đầy triển vọng của da cảm ứng nhân tạo. Khi vật liệu được đưa vào chi giả, người sử dụng có thể tiến gần hơn tới khả năng nhận biết tiếp xúc, còn robot có thể phản ứng phù hợp hơn trước môi trường xung quanh. Những ứng dụng cụ thể vẫn phụ thuộc vào quá trình nghiên cứu và phát triển tiếp theo, song độ bền, độ co giãn cùng khả năng cảm nhận nhiều mức lực đã tạo nền tảng đáng chú ý.