Các nhà nghiên cứu đang làm việc trong một dự án nhiều trường đại học trên toàn quốc cho Hải quân Hoa Kỳ rằng một ngày nào đó sẽ đưa sứa robot tự trị giống như cuộc sống vào vùng biển trên khắp thế giới. Hãy chắc chắn rằng bạn xem video tuyệt vời!
Trọng tâm chính của chương trình là tìm hiểu các nguyên tắc cơ bản của các cơ chế đẩy được sử dụng bởi tự nhiên, Shashank Priya, phó giáo sư cơ khí và khoa học vật liệu và kỹ thuật tại Virginia Tech, và nhà nghiên cứu chính của dự án cho biết. Việc sử dụng sứa robot trong tương lai có thể bao gồm tiến hành giám sát quân sự, làm sạch vết dầu và giám sát môi trường.
Đây là tiểu thuyết khoa học viễn tưởng. Nó hiện đang diễn ra trong một phòng thí nghiệm bên trong Hội trường Công nghệ Virginia, nơi một bể chứa 600 gallon thường xuyên chứa đầy nước khi những con sứa robot nhỏ được thử nghiệm để tự di chuyển và sử dụng năng lượng. Một lớp da cao su tổng hợp, mềm mại trong một bàn tay, mô phỏng da sứa bóng mượt và được đặt trên một thiết bị hình bát được bao phủ trong các thiết bị điện tử. Khi di chuyển, chúng trông sống một cách kỳ lạ.
Các sinh vật robot được gọi là RoboJelly đang được thiết kế để hoạt động dựa trên năng lượng của chúng so với cua biển hay động vật thân mềm.
Sứa sứa là ứng cử viên hấp dẫn để bắt chước vì khả năng tiêu thụ ít năng lượng do tốc độ trao đổi chất thấp hơn các loài sinh vật biển khác, khả năng sống sót trong các điều kiện nước khác nhau và sở hữu hình dạng phù hợp để mang tải trọng, ông Pri Priya nói. Họ sống ở mọi khu vực đại dương lớn trên thế giới và có khả năng chịu được nhiều nhiệt độ và trong vùng nước ngọt và nước mặn. Hầu hết các loài được tìm thấy ở vùng nước nông ven bờ, nhưng một số loài đã được tìm thấy ở độ sâu 7.000 mét dưới mực nước biển.
Các thành viên trong nhóm sinh viên từ Trung tâm Khoa học và Hệ thống Thu hoạch Năng lượng (CEHMS) của Virginia Tech, thử nghiệm một con robot giống sứa rộng 5 feet dưới nước tại Hội trường Tưởng niệm Chiến tranh.
Một số kích cỡ của RoboJelly đang trải qua các giai đoạn phát triển khác nhau, một số kích thước của bàn tay người đàn ông, trong khi một kích thước khác rộng hơn năm feet.Priya, sinh vật robot sau này quá lớn so với bể thí nghiệm và được thử nghiệm trong bể bơi, và chưa sẵn sàng để ra mắt công chúng rộng rãi, Priya, giám đốc Trung tâm Vật liệu và Hệ thống Thu hoạch Năng lượng cho biết.
Priya cho biết thêm, ngoài một loạt các kích cỡ, sứa còn thể hiện rất nhiều hình dạng và màu sắc khác nhau và có thể tự di chuyển theo chiều dọc, nhưng phụ thuộc vào dòng hải lưu cho chuyển động ngang. Không có hệ thần kinh trung ương, thay vào đó, sứa sử dụng mạng lưới thần kinh khuếch tán để kiểm soát chuyển động và có thể hoàn thành các chức năng phức tạp. Cho đến nay, trọng tâm của chúng tôi đã sử dụng các mô hình thử nghiệm để hiểu các nguyên tắc cơ bản của tự nhiên, ông Pri Priya nói về loài sứa.
Ý tưởng về một con sứa robot không bắt nguồn từ Virginia Tech, mà là Trung tâm Chiến tranh dưới biển của Hoa Kỳ và Văn phòng Nghiên cứu Hải quân. Virginia Tech, đang hợp tác với bốn trường đại học Hoa Kỳ trong dự án trị giá 5 triệu đô la trong nhiều năm: Đại học Texas tại Dallas đang xử lý các bộ truyền động và cảm biến dựa trên công nghệ nano; Đại học Providence ở Rhode Island đang xử lý các nghiên cứu sinh học, Đại học California, Los Angeles, đang xử lý các cảm biến / điều khiển tĩnh điện và quang học, và Đại học Stanford đang giám sát cảm biến hóa học và áp suất. Virginia Tech đang xây dựng các mô hình cơ thể sứa, tích hợp cơ học chất lỏng và phát triển các hệ thống điều khiển. Một số trường đại học và ngành công nghiệp lớn khác của Hoa Kỳ cũng có trong dự án, cũng như các cộng tác viên và thành viên ban cố vấn.
Dự án đã được thực hiện trong gần bốn năm nay và đã thu hút được nhiều sự chú ý từ các phương tiện truyền thông từ Thời báo Los Angeles đến Khoa học phổ biến đến Nhà khoa học mới và một số ấn phẩm thương mại liên quan đến biển. Một vài năm làm việc trong dự án trước khi bất kỳ mô hình nào được phát hành cho hoạt động trinh sát quân sự hoặc theo dõi đối tượng, có thể là với máy ảnh, cảm biến hoặc các thiết bị khác.
Các doanh nhân khác sử dụng rất nhiều cho RoboJelly. Các robot có thể được sử dụng để nghiên cứu đời sống thủy sinh, lập bản đồ đáy đại dương, theo dõi dòng hải lưu, theo dõi chất lượng nước, theo dõi cá mập, ông Alex Villanueva ở St-Jacques, New-Brunswick, Canada, một sinh viên tiến sĩ về kỹ thuật cơ khí làm việc tại Priya . Các ý tưởng khác: Phát hiện các chất gây ô nhiễm đại dương, có thể, được sử dụng làm bộ lọc làm sạch trong một vụ tràn dầu khác tương tự như cuộc hỗn chiến Deepwater Horizon trong mùa hè năm 2010 ở Vịnh Mexico.
Phần thú vị của nghiên cứu sứa là nó rất mở. Không ai đã thực hiện nghiên cứu về một chiếc xe sứa đến phần mở rộng chúng ta có. Điều này cho phép rất nhiều sự tự do và sáng tạo trong thiết kế của chúng tôi trái ngược với loại công việc tối ưu hóa có thể rất nhàm chán, ông Villanueva nói.
Các mô hình nhỏ hơn đang được phát triển để được cung cấp năng lượng từ hydro, tự nhiên có nhiều trong nước, đây là một bước tiến lớn trong nghề thủ công tự trị. Các mô hình lớn hơn có thể được vận hành bằng pin điện được tích hợp trong sinh vật robot. Trong cả hai trường hợp, con sứa phải có thể tự hoạt động trong nhiều tháng hoặc lâu hơn tại một thời điểm vì các kỹ sư có khả năng giành chiến thắng có thể bắt và sửa chữa robot, hoặc thay thế các nguồn năng lượng, Priya nói.
Các nhà sinh vật học của chúng tôi đã nghiên cứu hàng chục loài sứa khác nhau với nhiều yếu tố hình thức khác nhau được nhóm lại như ‘prolate, hay oblate oblate được tìm thấy trên khắp thế giới, theo Pri Priya. Hầu hết các loài này đều sử dụng hình thức chèo thuyền hoặc phun nước. Chúng tôi đang nghiên cứu cả hai cơ chế đẩy này.
Xây dựng con sứa robot là một ví dụ thực tế của hoạt động nghiên cứu liên ngành, Priya, liệt kê các nhà khoa học vật liệu, kỹ sư cơ khí, nhà sinh học, nhà hóa học, vật lý học, kỹ sư điện và kỹ sư đại dương tham gia vào dự án đang diễn ra.
Anh nói, rất thú vị khi mọi thứ kết hợp với nhau và chúng ta có thể tạo ra những mô hình thử nghiệm có thể vượt qua hàng triệu năm tiến hóa, anh nói. Thiên nhiên đã làm rất tốt trong việc thiết kế các hệ thống đẩy nhưng đó là quá trình chậm chạp và tẻ nhạt. Mặt khác, tình trạng công nghệ hiện tại cho phép chúng ta tạo ra các hệ thống hiệu suất cao trong vài tháng.
Qua Virginia Tech