Robot hình rắn mô phỏng sinh học: cuộc cách mạng trong kiểm tra thiết bị chính xác

Robot hình rắn: giải pháp cho không gian hạn chế

Việc kiểm tra các thiết bị chính xác như động cơ máy bay thường đòi hỏi tháo rời toàn bộ cấu trúc, một quá trình tốn kém thời gian, nhân lực và tiềm ẩn nguy cơ hư hỏng. Theo Giáo sư Chen Xuefeng, trưởng nhóm nghiên cứu tại Đại học Giao thông Tây An, robot hình rắn mô phỏng sinh học của họ cho phép thực hiện “phẫu thuật công nghiệp xâm lấn tối thiểu”. Robot này có thể len lỏi vào các không gian chật hẹp bên trong thiết bị, thực hiện kiểm tra và bảo trì mà không cần can thiệp vật lý vào cấu trúc.

Không giống các cánh tay robot truyền thống (cứng) hay robot mềm hiện nay, vốn gặp vấn đề về độ ổn định và chính xác khi hoạt động trong không gian hạn chế, robot hình rắn của nhóm nghiên cứu được tối ưu hóa để khắc phục những hạn chế này. Theo China Daily, đội ngũ của Giáo sư Chen đã cải tiến thiết kế để tăng độ ổn định và khả năng định vị chính xác, ngay cả trong các môi trường phức tạp như động cơ máy bay với cấu trúc dày đặc các linh kiện. Điều này đạt được thông qua việc mô phỏng chuyển động uốn lượn của rắn, kết hợp với các thuật toán AI để điều khiển và cảm biến tiên tiến để định vị.

Ứng dụng đa ngành và tiềm năng thương mại

Robot hình rắn không chỉ giới hạn trong ngành hàng không mà còn có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác. Trong ngành điện hạt nhân, nơi các khu vực lò phản ứng đòi hỏi kiểm tra thường xuyên nhưng khó tiếp cận, robot này có thể thay thế con người, giảm thiểu rủi ro phóng xạ. Tương tự, trong ngành dầu khí, robot có thể kiểm tra các đường ống dẫn dầu dài hàng kilomet mà không cần đào bới hoặc dừng hoạt động hệ thống. Những ứng dụng này đặc biệt quan trọng ở Trung Quốc, nơi ngành năng lượng đang mở rộng nhanh chóng, với nhu cầu kiểm tra và bảo trì ngày càng tăng.

Sáng kiến này phù hợp với chiến lược quốc gia của Trung Quốc trong việc phát triển công nghệ robot tiên tiến. Ví dụ, Trung Quốc đang xây dựng “lò luyện” robot hình người đầu tiên tại Bắc Kinh, nhằm sản xuất hàng loạt robot cho các ngành công nghiệp và dịch vụ. Ngoài ra, các ứng dụng robot AI trong nông nghiệp, như robot diệt cỏ dại, cũng đang được triển khai rộng rãi, theo báo cáo của IEEE Spectrum vào tháng 3/2025. Những nỗ lực này cho thấy Trung Quốc không chỉ tập trung vào robot công nghiệp mà còn mở rộng sang các lĩnh vực đòi hỏi sự linh hoạt và chính xác cao.

Trên bình diện quốc tế, robot mô phỏng sinh học đang thu hút sự chú ý. Tại Nhật Bản, Kawasaki Heavy Industries đã phát triển robot “chiến mã” (Kaleido), một robot bốn chân lấy cảm hứng từ động vật, được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ trong môi trường khắc nghiệt như nhà máy hoặc khu vực thiên tai. Theo Nikkei Asia, robot này có khả năng di chuyển trên địa hình gồ ghề, bổ sung cho các ứng dụng công nghiệp truyền thống. Trong khi đó, tại Mỹ, các công ty như Boston Dynamics với robot Spot cũng đang dẫn đầu trong việc phát triển robot linh hoạt cho kiểm tra và giám sát.

Tuy nhiên, robot hình rắn của Đại học Giao thông Tây An có lợi thế đặc biệt nhờ khả năng hoạt động trong không gian siêu nhỏ, một thách thức mà các robot bốn chân hoặc hình người khó đạt được. Theo một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature (tháng 1/2025), robot mô phỏng sinh học dựa trên chuyển động của rắn có tiềm năng vượt trội trong các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao, như y học hoặc kỹ thuật hàng không.

Mặc dù robot hình rắn mang lại nhiều hứa hẹn, việc triển khai thực tế vẫn đối mặt với một số thách thức. Chi phí sản xuất và tích hợp các cảm biến tiên tiến có thể làm tăng giá thành, khiến việc áp dụng đại trà trong ngắn hạn trở nên khó khăn. Ngoài ra, việc đào tạo đội ngũ kỹ thuật viên để vận hành và bảo trì robot này cũng đòi hỏi đầu tư đáng kể. Tuy nhiên, với sự hỗ trợ từ chính phủ Trung Quốc và nhu cầu ngày càng tăng về các giải pháp kiểm tra không xâm lấn, robot hình rắn có tiềm năng trở thành công cụ tiêu chuẩn trong các ngành công nghiệp chính xác.

Robot hình rắn mô phỏng sinh học của Đại học Giao thông Tây An là một bước tiến đột phá, mở ra kỷ nguyên mới cho việc kiểm tra và bảo trì thiết bị chính xác. Với khả năng hoạt động trong không gian chật hẹp và ứng dụng đa ngành từ hàng không đến năng lượng hạt nhân, robot này không chỉ nâng cao hiệu quả mà còn giảm thiểu rủi ro và chi phí. Trong bối cảnh Trung Quốc và các quốc gia như Nhật Bản, Mỹ đang cạnh tranh khốc liệt trong lĩnh vực robot, sáng kiến này củng cố vị thế của Trung Quốc như một trung tâm đổi mới công nghệ. Khi công nghệ tiếp tục được hoàn thiện, robot hình rắn có thể trở thành biểu tượng cho sự giao thoa giữa mô phỏng sinh học và kỹ thuật hiện đại.

Cục TT,TK