Robot tự tạo hình

Thay vì được lắp ráp cố định trong nhà máy, Foambot có thể tự tạo hình ngay trong môi trường hoạt động bằng cách phun bọt xốp để kết nối những bộ phận rời thành một cấu trúc hoàn chỉnh. Ý tưởng này gợi liên tưởng đến một tác phẩm điêu khắc đang hình thành, nhưng “nghệ nhân” ở đây là robot, còn vật liệu định hình là bọt xốp urethane rắn. Công nghệ do chuyên gia Shai Revzen cùng các cộng sự tại Đại học Pennsylvania, Mỹ, phát triển, hướng đến những nhiệm vụ mà địa hình hoặc chướng ngại vật khó dự đoán. Foambot gồm một nền tảng giống “tàu mẹ” có bánh xe, mang theo các mô-đun khớp đơn giản với khả năng gấp khúc và uốn cong theo yêu cầu vận hành. Trên nền tảng này còn có nguồn cung cấp tại chỗ của những chất phản ứng hóa học, cùng một vòi phun dùng để đưa vật liệu kết nối đến đúng vị trí. Khi được trộn lẫn, các chất phản ứng nhanh chóng phình to, tạo thành bọt xốp urethane rắn có tác dụng liên kết những mô-đun đã sắp đặt. Quá trình tạo hình bắt đầu khi nền tảng được điều khiển từ xa, di chuyển quanh khu vực rồi sắp xếp các mô-đun trên sàn theo cấu trúc phù hợp. Cách bố trí ban đầu này cho phép cùng một tập hợp bộ phận tạo nên nhiều hình dạng khác nhau, thay vì buộc robot chỉ hoạt động trong một thiết kế duy nhất. Sau khi các mô-đun nằm đúng vị trí, vòi phun phủ bọt xốp lên những vùng nối, giúp toàn bộ hệ thống trở thành một cơ thể liên kết chắc chắn. Bọt xốp không chỉ đóng vai trò vật liệu lấp đầy, mà còn biến những khớp rời rạc thành một cấu trúc có thể hoạt động như robot thực thụ. Khi phần thân đã được tạo xong, phần mềm sẽ phân tích hướng chuyển động cần thiết dành cho các khớp có động cơ. Từ kết quả đó, phần mềm xây dựng kế hoạch phối hợp, xác định cách kích hoạt từng khớp để robot di chuyển theo hình dạng vừa hoàn thành. Điểm đáng chú ý của Foambot nằm ở khả năng thay đổi cơ thể tùy theo nhiệm vụ, thay vì chỉ thay đổi chương trình điều khiển trên một bộ khung cố định. Một cấu trúc có hình dáng giống rắn có thể bò vòng quanh các khối đá, tận dụng thân dài và khả năng uốn cong để tìm đường đi phù hợp. Trong khi đó, cấu trúc bốn chân lại thích hợp hơn với việc băng qua một khu đất mở, nơi sự ổn định và khả năng nâng thân khỏi mặt đất trở nên quan trọng. Theo chuyên gia Shai Revzen, hệ thống này đặc biệt hữu dụng trong những tình huống robot phải đối mặt với chướng ngại vật bất ngờ trên đường di chuyển. Nếu địa hình thay đổi hoặc lối đi ban đầu không còn phù hợp, nền tảng có thể trở về “tàu mẹ” để được điều chỉnh lại cấu trúc. Khả năng sửa đổi này mở ra cách sử dụng linh hoạt, trong đó robot không cần mang một hình dạng duy nhất cho mọi hoàn cảnh. Một tập hợp mô-đun vì thế có thể lần lượt phục vụ nhiều nhiệm vụ, miễn là được sắp xếp lại và kết nối bằng lớp bọt xốp thích hợp. Robot có thể chuyển từ thân dạng rắn sang cấu trúc bốn chân, tùy thuộc vào việc cần len lỏi qua đá hay di chuyển trên mặt đất rộng. Mỗi lần tạo hình mới cũng đi kèm một kế hoạch điều khiển mới, do phần mềm phân tích các khớp có động cơ rồi phối hợp chúng theo cấu trúc tương ứng. Foambot cho thấy robot tương lai có thể không chỉ thông minh trong cách suy nghĩ, mà còn linh hoạt trong cách tạo ra chính cơ thể của mình. Nền tảng bánh xe, mô-đun uốn cong, hóa chất tạo bọt và phần mềm điều khiển được kết hợp thành một hệ thống có khả năng thích ứng đáng chú ý. Dù bài giới thiệu tập trung vào nguyên mẫu do nhóm Đại học Pennsylvania phát triển, cơ chế này đã minh họa rõ hướng tiếp cận robot tự tạo hình để đảm nhiệm nhiều nhiệm vụ khác nhau.