Vật liệu vải lấy cảm hứng từ động vật thông minh có thể cứng hoặc mềm tùy theo nhu cầu

Được thiết kế bởi nhóm nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Nanyang của Singapore, vật liệu này lấy cảm hứng từ lớp vảy bảo vệ đan xen của các loài động vật như tatu và tê tê. Trong khi vảy của cả hai sinh vật đều được làm bằng keratin, RoboFabric được tạo thành từ một mạng lưới các ô polymer lồng vào nhau được in 3D. Tất cả các ô được liên kết với nhau bằng dây kim loại mỏng chạy qua và giữa chúng.

Miễn là những sợi dây đó được giữ tương đối lỏng lẻo, tất cả viên gạch đều có thể di chuyển tự do so với nhau. Tuy nhiên, khi các sợi dây được thắt chặt, các viên gạch sẽ bị kéo lại, ngay lập tức khiến “vải” trở nên cứng hơn 350 lần. Bằng cách giải phóng sức căng của các sợi dây, vật liệu sẽ mềm trở lại.

Trong số ứng dụng khả thi khác, công nghệ này có thể được sử dụng trong các khuôn cánh tay vẫn mềm khi chi bị thương ban đầu được định vị, sau đó cứng lại khi nó ở đúng hướng mong muốn. Và thay vì phải cắt bỏ như khuôn thạch cao thông thường, khuôn RoboFabric có thể chỉ cần làm mềm và trượt ra khi không còn cần thiết nữa.

Nghiên cứu sinh tiến sĩ Yang Xudong, Trợ lý giáo sư Wang Yifan và nghiên cứu sinh tiến sĩ Chen Tianyu lần lượt trình bày nẹp khuỷu tay, mũ bảo hiểm và nẹp cổ tay RoboFabric.

Tương tự như vậy, công nghệ này cũng có thể được sử dụng trong các nẹp hỗ trợ khớp, cho phép người đeo nâng vật hoặc thực hiện các nhiệm vụ thể chất đòi hỏi nhiều sức lực khác với ít nỗ lực hơn. Ví dụ, người dùng có thể giữ cho nẹp cổ tay hoặc khuỷu tay mềm mại để di chuyển tự do tối đa hầu hết thời gian, sau đó làm cứng lại để hỗ trợ khi nâng vật nặng.

Các nhà khoa học có thể tạo ra những chiếc niềng răng vừa vặn như vậy thông qua quét 3D các chi của tình nguyện viên, sau đó in 3D hàng chục viên gạch cần thiết trong vòng chưa đầy một giờ. Việc luồn dây qua những viên gạch đó bằng tay mất một thời gian, nhưng quá trình đó có thể được tự động hóa khi công nghệ được phát triển hơn nữa. Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, người ta thấy hoạt động cơ của người tình nguyện giảm tới 40% khi sử dụng niềng răng để nâng vật nặng.

Các ứng dụng có thể có của RoboFabric cũng không dừng lại ở các thiết bị đeo. Công nghệ này đã được sử dụng trong một bộ kẹp rô-bốt gắn ở mặt dưới máy bay không người lái. Bộ kẹp đó có thể nhặt các vật phẩm bằng cách làm cứng và cuộn tròn xung quanh chúng, sau đó thả chúng ra bằng cách làm mềm.

RoboFabric cũng được sử dụng trong một robot bơi bao gồm một tấm gạch được niêm phong bên trong lớp vỏ đàn hồi. Khi không khí được hút ra khỏi lớp vỏ đó, chân không tạo ra khiến tấm gạch cứng lại và có hình dạng được chỉ định. Khi chân không đó được giải phóng, tấm gạch mềm ra, trở lại hình dạng “thư giãn” của nó. Bằng cách luân phiên qua lại giữa hai trạng thái này, thiết bị có thể bơi trong nước.

An Hạ