Robot siêu nhỏ của Trung Quốc chinh phục điểm sâu nhất Trái Đất

Theo tờ SCMP ngày 26/3, ở Tây Thái Bình Dương, ngay phía Đông đảo Guam và là cửa ngõ chiến lược dẫn đến chuỗi đảo thứ hai, có một điểm sâu nhất trên Trái Đất là rãnh Mariana. Trong bóng tối đen đặc của thế giới ẩn giấu này, Trung Quốc đã công bố một kỳ tích công nghệ biển sâu: một thiết bị không người lái siêu nhỏ, chỉ to bằng một chiếc vali, đã được chế tạo để đến những nơi mà không cỗ máy nào có thể chạm tới, kể cả các thiết bị của Hải quân Mỹ.

Robot biến hình này do các nhà nghiên cứu tại Đại học Beihang ở Bắc Kinh phát triển. Robot sử dụng các bộ truyền động kim loại thông minh để chuyển đổi áp suất nước cực cao thành động lực, giúp thiết bị có thể bơi, lướt và bò dưới rãnh Mariana sâu 10,7 km.

Giáo sư Wen Li, trưởng nhóm nghiên cứu tại Đại học Beihang, cho biết trong một bài viết đăng trên trang web của trường ngày 20/3: “Ở độ sâu 10 km, áp suất tương đương 1.000 atm, giống như một robot phải gánh trọng lượng của một tảng băng trôi”.

Thành tựu này, được công bố trong một nghiên cứu quan trọng trên tạp chí Science Robotics tuần trước, cho thấy khoảng cách ngày càng lớn giữa Bắc Kinh và Washington. Trong khi Trung Quốc thực hiện 246 chuyến lặn biển sâu chỉ riêng trong năm 2024, nhiều hơn tổng số của tất cả các quốc gia khác cộng lại, thì Mỹ vẫn phải dựa vào các tàu lặn cũ như Alvin đã 61 năm tuổi, chỉ thăm dò được độ sâu tối đa 6.500 m.

Robot của ông Wen sử dụng hợp kim nhớ hình để tạo chuyển động mềm dưới biển sâu. Hợp kim nhớ hình là một loại vật liệu có khả năng trở về hình dạng ban đầu sau khi bị biến dạng. Công nghệ này không chỉ giúp robot di chuyển dưới áp suất cao mà còn hỗ trợ cánh tay robot thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau dưới nước.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển robot biển sâu có khả năng biến đổi hình dạng, sử dụng bộ truyền động mềm kích thước tính bằng cm, được thiết kế với hợp kim nhớ hình (SMA) được niêm phong bằng ống. SMA giúp cải thiện hiệu suất của bộ truyền động trong điều kiện biển sâu khắc nghiệt. Áp suất nước càng lớn, bộ truyền động hoạt động càng tốt.

Tại rãnh Mariana, robot có thể bơi trong 12 giây, lướt 0,4 m và bò 32 mm trong 6 giây với tần số vận hành 0,45 Hz. Đây là một trong số ít các robot biển sâu có thể hoạt động trong bóng tối ngột ngạt của rãnh Mariana. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, robot được thu hồi nguyên vẹn.

Nhóm nghiên cứu cũng phát triển một tay gắp mềm sử dụng cùng vật liệu SMA để thực hiện các thí nghiệm dưới nước. Tay gắp gồm hai bộ kẹp đối xứng và một cặp ngón kẹp để thực hiện các nhiệm vụ biển sâu an toàn, hiệu quả, chẳng hạn như thu thập sao biển, nhím biển, hải sâm và các mẫu sinh vật biển khác từ đáy đại dương.

Nhóm nghiên cứu viết trong báo cáo: “Nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết thiết kế quan trọng để tạo ra thế hệ bộ truyền động và robot biển sâu siêu nhỏ tiếp theo, mở đường cho các cuộc thám hiểm và tương tác với hệ sinh thái biển sâu trong tương lai”.

Năm 2021, các nhà nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang đã triển khai một robot hình cá ở vực Mariana, nhưng nó quá nhỏ và đơn giản nên không thực hiện được các nhiệm vụ hữu ích.

Những đổi mới này đã đặt nền móng cho Chương trình Nghiên cứu Môi trường và Sinh thái Rãnh Mariana (MEER) của Trung Quốc. Giai đoạn đầu tiên của chương trình, công bố ngày 7/3 trên tạp chí khoa học Cell, bao gồm các nghiên cứu tiên phong về vi sinh vật, động vật không xương sống và cá ở vùng vực sâu.

Từ năm 2020 đến 2024, các tàu lặn do Trung Quốc tự chế tạo, Shenhai Yongshi (Dũng sĩ Biển sâu) và Fendouzhe (Người chinh phục), đã thực hiện 1.116 chuyến lặn, đưa 1.200 nhà khoa học đến những độ sâu chưa từng có. Riêng năm 2024, Fendouzhe thực hiện 31 chuyến lặn trong 37 ngày, bao gồm 7 nhiệm vụ vượt quá 9.000 m.

Trong khi đó, Alvin, tàu lặn có người lái nổi tiếng do Hải quân Mỹ vận hành, hiện giữ kỷ lục thế giới với 5.200 lần lặn. Alvin đã tham gia nhiều nhiệm vụ quan trọng, bao gồm phát hiện các miệng phun thủy nhiệt, tìm kiếm bom hydro thất lạc và khám phá xác tàu Titanic.

Trước khi trải qua một cuộc đại tu lớn vào năm ngoái, Alvin đã nhiều lần phải ngừng hoạt động để sửa chữa và nâng cấp trong những năm gần đây, làm dấy lên tranh luận rằng các tàu lặn có người lái như Alvin có thể sẽ dần bị thay thế bởi công nghệ phương tiện biển sâu tự động tiên tiến mà Trung Quốc đang tiếp tục phát triển.