Các nhà nghiên cứu tại Đại học Duke đã chế tạo thành công robot Argus, một cỗ máy hình cầu với 20 chân, hoạt động dựa trên nguyên lý đẳng hướng động thay vì mô phỏng sinh học. Thiết kế đột phá này hứa hẹn thay đổi hoàn toàn ngành chế tạo robot toàn cầu.
Khác biệt so với robot truyền thống
Trong khi hầu hết robot hiện nay lấy cảm hứng từ tự nhiên – hình người, bốn chân hay côn trùng – Argus lại được xây dựng dựa trên đối xứng toán học. Robot không có mặt trước hay mặt sau, di chuyển như một quả cầu gai góc nhờ 20 chân tuyến tính dẫn động bằng cáp, mỗi chân gắn camera độ sâu.
Nguyên lý đẳng hướng động
Khái niệm cốt lõi của Argus là tính đẳng hướng động, đo lường khả năng gia tốc đồng đều theo mọi hướng. Trong khi robot thông thường đạt dưới 0,6 điểm, Argus đạt 0,91 – gần như hoàn hảo. Nhóm nghiên cứu đã chạy hơn 1.500 mô phỏng để tối ưu hóa cấu trúc 20 chân quanh khung đa diện 12 mặt.
Hiệu suất vượt trội
Argus vượt qua nhiều địa hình phức tạp: bê tông, cỏ, rễ cây, cát lún, bề mặt trơn trượt. Nó xử lý chướng ngại vật cao 5 inch, tiếp tục hoạt động khi mất tới 3 chân, và duy trì tốc độ ổn định khi chở 10 pound hàng. Khi bị tác động lực, robot tự động vươn chân đối diện để chống đỡ, không bị lật. Trong môi trường trọng lực yếu như Mặt Trăng, Argus có thể dùng chân tì vào tường để tạo lực đẩy.
Ưu điểm quan sát và thao tác
Hệ thống camera độ sâu liên tục xây dựng bản đồ 3D bất chấp tư thế xoay, cho phép Argus dễ dàng đẩy khối lập phương 1 mét trong khi lăn – nhiệm vụ khó với robot cố định tầm nhìn.
Hạn chế và triển vọng
Dù ấn tượng, Argus chưa sẵn sàng cho cứu hộ hay thám hiểm không gian. Camera dễ quá nhiệt, cấu trúc đa chân tăng trọng lượng và rủi ro kỹ thuật. Tuy nhiên, nhà nghiên cứu Boxi Xia khẳng định thiết kế dựa trên đối xứng động học là minh chứng thực tế, mở đường cho robot hoạt động trong môi trường khắc nghiệt như mỏ quặng, tòa nhà sụp đổ hay hành tinh khác.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Robotics.
