Bánh xe robot Origami có khả năng vượt mọi địa hình

Nhắc tới nghệ thuật gấp giấy Origami ta nghĩ ngay đến những con hạc giấy hay những tác phẩm nghệ thuật độc đáo, sáng tạo. Nhưng không dừng ở đó, những mô hình gấp giấy Origami 3D đã tạo cảm hứng để chế tạo những con robot linh hoạt.

Mới đây, nhà chế tạo robot đã cho ra hai mẫu thiết kế với hệ thống bánh xe mạnh mẽ lấy cảm hứng từ nghệ thuật Origami cho phép chúng chuyển động hình dạng các bánh xe vượt được mọi địa hình.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Seoul, Hàn Quốc, đã thiết kế một bánh xe robot dựa trên “mô hình quả bóng ma thuật” (magic ball pattern), đó là một kỹ thuật truyền thống được sử dụng để tạo ra những quả cầu giấy.

Bánh xe có thể thay đổi bán kính để có kích thước lớn hơn phù hợp với việc leo qua các vật cản, đồng thời có thể thu nhỏ kích thước để có thể chen xuống bên dưới các chướng ngại,  Tạp chí  IEEE Spectrum báo cáo từ Hội nghị Quốc tế về Robot và tự động hóa.

Tác giả chính của mẫu thiết kế là giáo sư Kyu-Jin Cho, ông giải thích rằng, mỗi bánh xe sử dụng một bộ truyền động riêng giúp bánh xe có thể thu nhỏ kích thước xuống còn 2 inch (5.5 cm) và mở rộng tối đa 4 inch (12 cm).

Ngoài ra, bên ngoài mỗi bánh xe còn gắn thêm bộ cảm biến để nhận biết những thay đổi của địa hình.

Các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm Microrobotics thuộc đại học Harvard đã cùng hợp tác với nhóm nghiên cứu Seoul để cho ra loại robot này.

Họ muốn sử dụng thiết kế này để hoạt động như một biến truyền tự động (automatic variable transition), một hộp số có thể thay đổi liên tục thông qua số lượng vô hạn tỉ số mô men xoắn để điều chỉnh tốc độ xoắn hay lực của động cơ.

Điểm khác biệt của robot này là nhờ bánh xe Origami, nó có thể kết hợp tốc độ và sức mạnh cao hơn nhiều lần so với những robot có bánh xe thông thường không thay đổi được hình dạng cũng như kích thước của bánh xe.

Hệ thống này cho phép robot chạy rất nhanh, leo qua các chướng ngại vật hoặc có thể chở thêm được những vật khác một cách dễ dàng.

Các nhà nghiên cứu cho biết: “Việc điều chỉnh thì không cần thiết. Nếu các bánh xe Origami gặp khó khăn khi quay, chúng sẽ dừng lại nhưng phần trung tâm của bánh xe vẫn hoạt động, khi đó các bánh xe sẽ co lại làm tăng momen xoắn cho đến khi chúng có thể di chuyển trở lại”.

Do việc truyền tải có thể thay đổi liên tục và tự động nên các bánh xe có thể điều chỉnh kích thước đến mức độ phù hợp tối đa với địa hình để hoạt động dễ dàng.

Các nhà khoa học nghĩ rằng sáng kiến mới của họ một ngày nào đó có thể sử dụng như một robot tự hành thám hiểm các hành tinh.

Hệ thống làm việc của robot

Thiết kế của bánh xe dựa trên “mô hình quả bóng ma thuật” – kỹ thuật truyền thống tạo ra những quả cầu giấy Origami.

Bánh xe có thể tăng hoặc giảm kích thước để phù hợp với việc leo lên hoặc luồn lách qua chướng ngại vật.

Mỗi bánh xe có một bộ truyền động độc lập và một bộ cảm biến để phát hiện những thay đổi của địa hình.

Việc truyền tải thì liên tục thay đổi và tự động, nghĩa là các bánh xe có thể đáp ứng nhu cầu chuyển tải bằng cách thay đổi kích thước cho đến khi có thể hoạt động trơn tru.

Hồ Duyê[email protected]