Robot nổi có thể tự ghép nối do MIT phát triển - Ảnh: MIT
'Đàn' robot phối hợp đáng ngạc nhiên
Một nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts, MIT (Mỹ) đã phát triển FloatForm, hệ thống gồm nhiều robot nổi hình vuông có khả năng tự tập hợp, ghép nối, tách ra rồi sắp xếp lại thành những cấu trúc khác nhau trên mặt nước.
Nghiên cứu được công bố trên Nature Communications. Theo MIT, mỗi robot FloatForm có kích thước khoảng 21x21cm, cao 14cm, được trang bị cảm biến, bốn động cơ đẩy nhỏ và hệ thống khóa bằng nam châm.
Nhìn từ trên cao, chúng giống những viên lego đang tự bơi. Khi nhận lệnh về hình dạng cần tạo, các robot đồng loạt di chuyển tới khu vực mục tiêu, tránh va chạm, xác định vị trí của mình rồi ghép cạnh với những robot lân cận.
Sau khi nối lại, cả nhóm có thể trở thành một khối cứng và tiếp tục di chuyển trên mặt nước như một phương tiện lớn duy nhất.
Trong thử nghiệm tại MIT, 8 robot được thả ngẫu nhiên trong một bể nước ngọt rộng 4x2,7m. Chúng tự tập hợp thành một hình dạng, khóa vào nhau, sau đó tách ra, ghép thành cấu hình mới rồi cùng di chuyển tới một vị trí khác.
Mỗi quá trình như vậy mất khoảng 4-8 phút. Mô phỏng máy tính cho thấy hệ thống có thể mở rộng lên ít nhất 64 robot.
Điểm đặc biệt của FloatForm nằm ở cách cả đàn phối hợp. Máy tính trung tâm chỉ đưa ra những mệnh lệnh cấp cao, chẳng hạn hình dạng cuối cùng cần tạo.
Phần lớn công việc còn lại như di chuyển, tránh nhau và điều chỉnh vị trí được xử lý ngay trên từng robot, thông qua thông tin trao đổi với các "hàng xóm" gần nhất. Nhờ vậy, cả đàn có thể chuyển động cùng lúc thay vì từng robot phải chờ tới lượt.
Robot lấy cảm hứng từ đàn kiến lửa - Ảnh: SCIENTIFIC AMERICAN
Robot lấy cảm hứng từ kiến lửa
Ý tưởng này được lấy cảm hứng từ kiến lửa. Khi gặp lũ, hàng nghìn con kiến có thể móc cơ thể vào nhau để tạo thành những chiếc bè sống mà không cần một "chỉ huy" điều khiển toàn bộ đàn.
"Chúng tôi muốn mỗi robot có khả năng riêng, giống cách một đàn kiến tạo thành chiếc bè", nhà nghiên cứu Alejandro Gonzalez-Garcia giải thích.
Cơ cấu kết nối giữa các robot cũng khá đặc biệt. Một bộ phận lấy cảm hứng từ nghệ thuật gấp giấy origami đẩy các nam châm vĩnh cửu ra bốn cạnh, cho phép robot bắt được nhau từ khoảng cách 10-15cm.
Sau khi khóa, hệ thống gần như không cần tiêu thụ điện để duy trì liên kết.
GS Daniela Rus - Giám đốc Phòng thí nghiệm Khoa học máy tính và Trí tuệ nhân tạo MIT - hình dung trong tương lai các robot có thể tự tổ chức thành cầu, nền nổi và những công trình tạm thời theo nhu cầu.
Theo tác giả chính Wei Wang, FloatForm hướng tới việc biến những mặt nước vốn tĩnh thành các không gian có thể lập trình, nơi không gian công cộng có thể tự mở rộng, thu hẹp hoặc thay đổi cấu hình.
Các ứng dụng được nhóm nghiên cứu đề xuất gồm cầu tạm trong tình huống khẩn cấp, sân khấu hoặc chợ nổi, nền phục vụ cứu hộ, bảo trì công trình ngoài khơi và giám sát môi trường.
Trong 10 lần thử nghiệm, hệ thống hoàn thành nhiệm vụ mà không cần con người can thiệp ở 90% số lần với 4 robot và 70% với 8 robot. Các robot hiện cũng quá nhỏ để hoạt động trong vùng nước có sóng hoặc dòng chảy mạnh.
Nhóm nghiên cứu cho rằng để triển khai ngoài kênh, cảng hay biển thật, hệ thống sẽ cần được phóng lớn, gia cố cơ cấu kết nối và sử dụng GPS hoặc thị giác máy tính để định vị.
Nếu vượt qua những giới hạn này, viễn cảnh mà nhóm MIT đặt ra khá đặc biệt như một cây cầu, sân khấu hay nền nổi có thể không cần được xây cố định, mà tự "lắp ráp" trên mặt nước khi con người cần và tự biến đổi khi nhiệm vụ thay đổi.
