The Storm Riders
Writer
các kỹ sư tại MIT đã đạt được một bước tiến lớn trong việc phát triển robot, thay thế các bánh răng cứng nhắc bằng một thứ gì đó mềm mại hơn – gần giống như mô cơ sống thực sự. Nói một cách đơn giản, họ đã tìm ra cách “nuôi trồng” cơ nhân tạo có thể co giãn theo nhiều hướng, mở ra tiềm năng cho những cỗ máy linh hoạt và tự nhiên hơn bao giờ hết.
Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật dập mới, sử dụng in 3D để tạo các rãnh nhỏ trên một loại gel mềm. Quá trình thực tế khá phức tạp, nhưng có thể hiểu đơn giản: khi các tế bào cơ được gieo lên gel, chúng sẽ phát triển dọc theo những rãnh này, hình thành các mô cơ theo khuôn mẫu. Để chứng minh khái niệm, họ đã chế tạo thành công một mống mắt nhân tạo bằng phương pháp này. Mống mắt – vòng cơ kiểm soát độ giãn nở đồng tử trong mắt người – bao gồm các sợi cơ tròn bên trong và các sợi tỏa ra bên ngoài. Gel được dập đã tái tạo một phần mô hình này, tạo ra một đồng tử chạy bằng cơ có thể co và giãn giống như thật.
Ritu Raman, kỹ sư mô tại MIT, tự hào chia sẻ: “Chúng tôi tin rằng mình đã tạo ra robot chạy bằng cơ xương đầu tiên có khả năng tạo lực theo nhiều hướng. Điều đó chỉ có thể thực hiện được nhờ kỹ thuật dập mới này.” Tuy nhiên, hành trình không hề dễ dàng. Gel sử dụng trong thí nghiệm mềm hơn cả thạch Jello, dễ rách và khó đúc. Nhóm đã phải thử nghiệm nhiều lần để vượt qua thách thức này, nhưng kết quả cuối cùng hoàn toàn xứng đáng.
Điểm nổi bật của kỹ thuật dập là tính linh hoạt. Các nhà nghiên cứu có thể “thiết kế” bất kỳ cấu trúc cơ nào mong muốn chỉ bằng cách lập trình mẫu rãnh của con dấu, và những con dấu này được sản xuất dễ dàng bằng máy in 3D để bàn thông thường. Sự tự do này mở ra vô số khả năng: từ tái hiện các chuyển động xoắn ốc của cơ tim đến mô phỏng những co bóp uốn lượn của đường tiêu hóa.
Nhìn về tương lai, nhóm dự định thử nghiệm với nhiều bố cục và loại tế bào khác ngoài cơ xương. Khi các kỹ sư robot bắt đầu tích hợp những mô sinh học lập trình được này vào thiết kế, một kỷ nguyên mới của máy móc có thể ra đời. Raman hình dung một ứng dụng đầy hứa hẹn: “Thay vì dùng các bộ truyền động cứng nhắc như trong robot dưới nước truyền thống, nếu chúng ta sử dụng robot sinh học mềm, chúng ta có thể di chuyển linh hoạt hơn, tiết kiệm năng lượng hơn, đồng thời hoàn toàn phân hủy sinh học và bền vững. Đó là mục tiêu mà chúng tôi hướng tới.”
Công nghệ này không chỉ dừng lại ở việc thay đổi robot mà còn mang ý nghĩa lớn về môi trường. Robot mềm sử dụng cơ nhân tạo có thể giảm phụ thuộc vào kim loại và nhựa khó phân hủy, đồng thời hoạt động hiệu quả hơn trong các môi trường như đại dương. Dù vẫn còn ở giai đoạn đầu, bước tiến của MIT đánh dấu một cột mốc quan trọng trong việc kết hợp sinh học và kỹ thuật, hứa hẹn đưa robot tiến gần hơn đến sự sống tự nhiên.
Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật dập mới, sử dụng in 3D để tạo các rãnh nhỏ trên một loại gel mềm. Quá trình thực tế khá phức tạp, nhưng có thể hiểu đơn giản: khi các tế bào cơ được gieo lên gel, chúng sẽ phát triển dọc theo những rãnh này, hình thành các mô cơ theo khuôn mẫu. Để chứng minh khái niệm, họ đã chế tạo thành công một mống mắt nhân tạo bằng phương pháp này. Mống mắt – vòng cơ kiểm soát độ giãn nở đồng tử trong mắt người – bao gồm các sợi cơ tròn bên trong và các sợi tỏa ra bên ngoài. Gel được dập đã tái tạo một phần mô hình này, tạo ra một đồng tử chạy bằng cơ có thể co và giãn giống như thật.
Ritu Raman, kỹ sư mô tại MIT, tự hào chia sẻ: “Chúng tôi tin rằng mình đã tạo ra robot chạy bằng cơ xương đầu tiên có khả năng tạo lực theo nhiều hướng. Điều đó chỉ có thể thực hiện được nhờ kỹ thuật dập mới này.” Tuy nhiên, hành trình không hề dễ dàng. Gel sử dụng trong thí nghiệm mềm hơn cả thạch Jello, dễ rách và khó đúc. Nhóm đã phải thử nghiệm nhiều lần để vượt qua thách thức này, nhưng kết quả cuối cùng hoàn toàn xứng đáng.
Điểm nổi bật của kỹ thuật dập là tính linh hoạt. Các nhà nghiên cứu có thể “thiết kế” bất kỳ cấu trúc cơ nào mong muốn chỉ bằng cách lập trình mẫu rãnh của con dấu, và những con dấu này được sản xuất dễ dàng bằng máy in 3D để bàn thông thường. Sự tự do này mở ra vô số khả năng: từ tái hiện các chuyển động xoắn ốc của cơ tim đến mô phỏng những co bóp uốn lượn của đường tiêu hóa.
Nhìn về tương lai, nhóm dự định thử nghiệm với nhiều bố cục và loại tế bào khác ngoài cơ xương. Khi các kỹ sư robot bắt đầu tích hợp những mô sinh học lập trình được này vào thiết kế, một kỷ nguyên mới của máy móc có thể ra đời. Raman hình dung một ứng dụng đầy hứa hẹn: “Thay vì dùng các bộ truyền động cứng nhắc như trong robot dưới nước truyền thống, nếu chúng ta sử dụng robot sinh học mềm, chúng ta có thể di chuyển linh hoạt hơn, tiết kiệm năng lượng hơn, đồng thời hoàn toàn phân hủy sinh học và bền vững. Đó là mục tiêu mà chúng tôi hướng tới.”
Công nghệ này không chỉ dừng lại ở việc thay đổi robot mà còn mang ý nghĩa lớn về môi trường. Robot mềm sử dụng cơ nhân tạo có thể giảm phụ thuộc vào kim loại và nhựa khó phân hủy, đồng thời hoạt động hiệu quả hơn trong các môi trường như đại dương. Dù vẫn còn ở giai đoạn đầu, bước tiến của MIT đánh dấu một cột mốc quan trọng trong việc kết hợp sinh học và kỹ thuật, hứa hẹn đưa robot tiến gần hơn đến sự sống tự nhiên.
