Leo bám tường: Nguồn cảm hứng cho công nghệ bám dính của robot
Bàn chân thằn lằn: Bậc thầy leo trèo trong tự nhiên
Thằn lằn sở hữu khả năng phi thường khi có thể bám trên tường và thậm chí cả khi ở tư thế ngược. Khả năng đáng kinh ngạc này có được là nhờ những sợi lông nhỏ li ti trên các ngón chân của chúng, được gọi là setae, chúng lại được chia nhỏ hơn nữa thành những cấu trúc nhỏ hơn gọi là septulae. Các septulae này tương tác với bề mặt ở cấp độ phân tử, tạo ra lực điện yếu được gọi là lực van der Waals. Các lực này cung cấp cho thằn lằn lực bám mạnh mẽ, cho phép chúng dễ dàng trèo lên các bề mặt thẳng đứng.
Setae tổng hợp: Mô phỏng khả năng bám dính của thằn lằn
Lấy cảm hứng từ đôi chân độc đáo của thằn lằn, các nhà nghiên cứu đã phát triển setae tổng hợp làm từ các vi nêm silicon. Những sợi lông nhân tạo này được ghép vào các miếng đệm tay, mô phỏng cấu trúc và chức năng của setae ở thằn lằn. Nhờ sử dụng những miếng đệm này, con người giờ đây có thể bám tường như thằn lằn, như một nghiên cứu sinh đã chứng minh khi anh ta trèo lên một bức tường kính cao 12 foot.
Các ứng dụng trong ngành robot: Robot leo trèo và dọn rác không gian
Công nghệ bám dính lấy cảm hứng từ thằn lằn có nhiều ứng dụng tiềm năng trong ngành robot. Các robot được trang bị setae tổng hợp có thể trèo lên tường và các chướng ngại vật khác mà không cần dây thừng hoặc thang. Khả năng này sẽ cải thiện đáng kể tính linh hoạt và tính cơ động của robot trong nhiều lĩnh vực khác nhau như tìm kiếm cứu nạn, thám hiểm và xây dựng.
Ngoài ra, công nghệ này còn có thể được sử dụng để chế tạo những robot có khả năng bắt và loại bỏ rác không gian, chẳng hạn như các vệ tinh đã ngừng hoạt động và các mảnh vỡ. Trong một thí nghiệm không trọng lực, một robot được trang bị một miếng vá dính nhỏ đã chộp được tấm pin mặt trời của một robot khác, làm chậm nó lại và đổi hướng chuyển động của nó. Điều này cho thấy tiềm năng của khả năng bám dính lấy cảm hứng từ thằn lằn trong việc dọn rác không gian, một vấn đề ngày càng gia tăng đe dọa đến sự an toàn và tính bền vững của các hoạt động không gian.
Chương trình Z-Man của DARPA: Đẩy mạnh công nghệ leo trèo lấy cảm hứng từ sinh học
Cơ quan các dự án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến (DARPA) đã đầu tư vào chương trình Z-Man với mục đích phát triển các khả năng leo trèo tiên tiến cho binh lính. Chương trình này hỗ trợ nghiên cứu về khả năng bám dính lấy cảm hứng từ thằn lằn, dẫn đến sự phát triển của setae tổng hợp và các miếng đệm tay. Các công nghệ này có thể giúp binh lính trèo lên các tòa nhà và các chướng ngại vật khác một cách nhanh chóng và hiệu quả, qua đó tăng cường tính cơ động và hiệu quả chiến đấu của họ.
Các hướng đi trong tương lai: Vượt qua thách thức và mở rộng ứng dụng
Mặc dù công nghệ bám dính lấy cảm hứng từ thằn lằn đã đạt được những tiến bộ đáng kể, nhưng vẫn còn những thách thức cần phải vượt qua. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực cải thiện khả năng bám dính của setae tổng hợp trên các bề mặt gồ ghề. Ngoài ra, họ cũng đang khám phá những ứng dụng mới cho công nghệ này, chẳng hạn như phát triển các robot leo trèo để ứng phó thảm họa và trong các hoạt động tìm kiếm cứu nạn.
Với sự tiếp tục của các nghiên cứu, công nghệ bám dính lấy cảm hứng từ thằn lằn có tiềm năng cách mạng hóa lĩnh vực robot và khả năng di chuyển của con người, cho phép chúng ta bám tường như thằn lằn và khám phá những ranh giới mới trong không gian vũ trụ và trên Trái đất.
