Robot nhiều chân lấy cảm hứng từ loài rết

Thiết bị mô phỏng những lợi thế đáng ngờ khi di chuyển của các loài sinh vật.

Điều gì khiến cho loài rết có thể di chuyển nhanh như vậy? Các nhà nghiên cứu ở trường đại học Kyoto đã từng mô phỏng và sử dụng các máy móc để tìm ra câu trả lời - và sự thật đáng ngạc nhiên.

Rết là loài động vật thân đốt, thon dài và có khả năng di chuyển rất nhanh. Số lượng chân ở hai bên của chúng rất nhiều nhưng chúng vẫn có thể phối hợp nhịp nhàng giữa hai bên chân để có thể di chuyển một cách nhanh chóng và cực kỳ ổn định.

Có lẽ, chúng ta vẫn chưa hiểu tại sao những con rết lại di chuyển khéo léo đến vậy, thậm chí chúng còn vượt qua những chướng ngại vật khó khăn một cách dễ dàng. Các nhà nghiên cứu ở trường Đại học Kyoto đã tìm ra câu trả lời chính xác cho câu hỏi này và họ mô phỏng chúng trên mô hình máy tính và dùng những máy móc cần thiết để chứng minh.

Những gì họ đưa ra giúp chúng ta có cái nhìn rõ ràng về những cơ chế vận động của loài rết, nó được gọi là sự thuần hóa bất ổn định – một nhân tố bị coi là bất lợi - là nhân tố chính với thành công của những con rết.

Đứng đầu nhà khoa học Shinya Aoi có giải thích rằng: "Trong quá trình vận động của chúng, nhiều chân tiếp xúc xuống mặt đất giúp cơ thể chống lại lực hút và sản sinh ra lực đẩy và lực hãm. Nhiều chân còn giúp cho cơ thể hạn chế chạm đất và sự hạn chế này có thể gây cản trở khả năng di chuyển của chúng."

Loài rết vượt qua những vật cản này bằng việc sử dụng tính không ổn định, khai thác đặc tính di chuyển ở địa hình nhấp nhô của chúng.

Nhà khoa học Aoi tiếp tục nói: "Nhóm của chúng ta đã phát triển một mô hình toán học về những con rết và nhận thấy rằng đường đi thẳng dễ di chuyển và những chuyển động cơ thể xuất hiện dần qua một nhánh rẽ siêu hạng Hopf bằng cách thay đổi tốc độ vận động và tính linh hoạt của trục cơ thể," chỉ rõ hơn mô tả toán học về độ nghiêng của hệ thống từ ổn định đến không ổn định.

Đầu tiên là với các mô hình máy tính và sau đó là những robot có nhiều chân và nhiều phân đoạn, nhóm nghiên cứu có thể sao chép sự chuyển động của con rết, bao gồm chuyển động cơ thể hình sóng đã được mô tả trong một bài báo trên Tạp chí Khoa học trực tuyến Scientific Reports.

Nhưng nhà khoa học Aoi và các đồng nghiệp của ông không hài lòng với những động tác trườn bò thuần hóa đơn giản.

Ông nói rằng: "Nghiên cứu này đưa ra bằng chứng về những vấn đề chưa giải thích được ở những chức năng điều khiển thông minh của động vật và có cái nhìn sâu sắc, ý nghĩa đối với ngành khoa học sinh học," để thấy vẫn còn nhiều điều chưa rõ trong những cơ chế chuyển vận của động vật.

Và để hiểu rõ hơn, nghiên cứu này có thể giúp cho robot chuyển động tốt hơn - dù chúng có bao nhiêu chân đi nữa.

Dưới đây là video mô tả quá trình di chuyển của loài rết, bạn hãy xem để hiểu thêm về chúng nhé.