Nếu bạn là người thích dạo chơi công viên, chắc hẳn bạn đã từng nhìn thấy cảnh tượng những chú chim nhảy nhót vui vẻ trên cành. Rồi bạn có để ý rằng dường như dù cành cây to hay nhỏ, nhẵn hay xù xì, dù có bị rêu bao phủ hay không, thì loài chim vẫn luôn hạ cánh an toàn và dễ dàng, thậm chí chúng có thể ngủ ở đó mà không gặp bất cứ khó khăn nào.
Theo đó, các nhà khoa học đã tinh ý quan sát và phát hiện ra hiện tượng này từ rất sớm, và họ đã học hỏi điều này từ những chú chim. Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển, họ đã thành công trong việc lấy cảm hứng từ loài chim để ứng dụng trong lĩnh vực công nghệ drone (thiết bị bay tự động). Họ đã chế tạo ra một con robot có tên SNAG, sử dụng cơ chế hoạt động linh hoạt tương tự như đôi chân của loài chim, con robot này có thể bay lượn xung quanh, đậu trên nhiều bề mặt khác nhau và gắp các vật thể bằng đôi chân của mình.
Hai nhà khoa học, kỹ sư Mark Cutkosky của Đại học Stanford, Hoa Kỳ và David Lentink của Đại học Groningen, Hà Lan, đã lấy cảm hứng từ loài chim và phát minh ra SNAG.
Vậy làm thế nào những con chim có thể thành thạo kỹ năng này? Làm thế nào mà các nhà khoa học học được mánh khóe từ các loài chim để chế tạo thêm một cặp móng vuốt đáng tin cậy như vậy vào máy bay không người lái?
Trên thực tế, yếu tố góp phần lớn nhất vào khả năng này của loài chim là cấu tạo móng vuốt đặc biệt của nó. Từ lớp biểu bì đến cơ bắp, dây chằng đến xương, qua hàng nghìn năm tiến hóa đã khiến từng chi tiết của móng vuốt chim được thiết kế riêng cho một hành động nhỏ là "cầm nắm".
Ngoài ra, lớp da này cứng và không có dây thần kinh đau, điều này đảm bảo chim có thể hạ cánh xuống các cành cây hoặc mặt đất gồ ghề mà không không lo bị cắt, xước.
Điều bất ngờ là, không giống như bàn tay con người bị căng ra khi nắm vật, các cơ ở móng vuốt của loài chim được thả lỏng khi chúng siết chặt lại, tức là loài chim chỉ cần tác dụng lực nhỏ khi hạ cánh và có thể cất cánh một cách dễ dàng.
Vì thế, lũ chim có thể dễ dàng đứng trên cành và chợp mắt. Cùng với thực tế là chim có thể hoạt động một nửa não của mình ngủ, vì vậy khi chợp mắt trên cây, chim vẫn có thể điều chỉnh các bộ phận khác nhau của cơ thể và duy trì sự cân bằng.
Bề mặt móng vuốt của SNAG có các miếng đệm ngón chân tăng cường ma sát và các đầu vuốt để đảm bảo đủ ma sát với bề mặt tiếp xúc. Cơ cấu truyền động bao gồm bánh răng và thanh kết nối, tương tự như gân xương của móng vuốt đại bàng, đảm bảo độ cứng của tay cầm và tiêu thụ năng lượng thấp. Tương tự như đặc điểm của cơ chim, SNAG cũng ở trạng thái năng lượng thấp tự nhiên khi duy trì lực bám tĩnh.
Thiết kế được mô phỏng theo móng vuốt của đại bàng, đã thành công rực rỡ và SNAG có thể bám vào các bề mặt khác nhau trong thời gian dài, bao gồm cả cành cây và mặt đất không bằng phẳng. Nó cũng có thể nắm bắt và di chuyển đồ vật được chỉ định, giống như móng vuốt của một con đại bàng thực sự.
Trước hết, tiết kiệm năng lượng là một trong những chỉ số quan trọng để kiểm tra hiệu suất của máy bay không người lái. Tuy nhiên, trong các nhiệm vụ như theo dõi động vật hoang dã và khảo sát tình hình, thiết bị bay không người lái phải di chuyển trong thời gian dài, do đó nguồn điện hiện có không thể hỗ trợ hoàn thành nhiệm vụ. Nếu bạn có thể dựa vào SNAG để hạ cánh, mức tiêu thụ điện năng sẽ ít hơn 1/10 so với thông thường, điều này làm giảm đáng kể mức độ tiêu thụ năng lượng của máy bay không người lái.
Thứ hai, khả năng lấy và vận chuyển các mặt hàng thậm chí còn được thể hiện rõ ràng hơn đối với tiện ích chung của máy bay không người lái. Trong một số môi trường, ví dụ, những khu vực phức tạp và hiểm trở mà con người khó tiếp cận hoặc những khu vực có nguy cơ tai nạn cao, chẳng hạn như hầm mỏ chứa đầy khí độc, đầm lầy nơi sinh vật nguy hiểm ẩn nấp, v.v., UAV có thể hoàn thành nhiệm vụ phát hiện nhanh chóng, lấy mẫu và vận chuyển chúng.
Trong tương lai, SNAG có thể trở thành cấu hình tiêu chuẩn của UAV trong một số tình huống phức tạp, hiện thực hóa hoạt động lâu dài và thu thập mẫu linh hoạt của UAV, và cũng có thể tỏa sáng trong các tình huống ứng dụng như các loại robot khác.
SNAG là một thành tựu tinh tế khác đạt được do con người bắt chước các loài chim và nó là một tiến bộ của robot sinh học. Trên thực tế, bản chất của khoa học là tạo ra tiến bộ thông qua sự tìm tòi, cảm hứng và đổi mới không ngừng, để học hỏi từ thiên nhiên, nắm vững các quy luật và biến chúng thành sức mạnh của sự tiến bộ của nhân loại.
Trí Thức Trẻ
Nguồn: https://cafebiz.vn/gio-day-cac-nha-khoa-hoc-da-co-the-che-tao-ra-mot-con-robot-so-huu-kha-nang-bay-luon-va-ha-canh-nhu-loai-chim-20220623083723965.chn