Robot bọ bay có khả năng tự phục hồi cánh sau va chạm

Sản phẩm của cựu sinh viên Hàng không Bách khoa –  TS. Phan Hoàng Vũ – cùng cộng sự.

Công trình nghiên cứu khoa học này đã được xuất bản trên tạp chí khoa học danh tiếng hàng đầu thế giới, Science. Hai nhà nghiên cứu đứng sau dự án này là TS. Phan Hoàng Vũ và TS. Park Cheol Hoon, đang công tác tại Đại học Konkuk, Hàn Quốc.

Cả hai đã thiết kế thành công một phương tiện bay thu nhỏ (Micro Air Vehicle – MAV) có khả năng tự phục hồi cánh sau va chạm trên không, được đặt tên là KUBeetle-S. Đây là thành quả sau quá trình dài nghiên cứu quá trình tự hồi phục đôi cánh sau va chạm ở loài kiến vương (còn gọi là bọ hung tê giác) và mô phỏng khả năng đó vào trong MAV này.

Kiến vương có đôi cánh trước cứng cáp tạo thành lớp vỏ bảo vệ, và đôi cánh sau dùng cho bay lượn. Nghiên cứu cho thấy kiến vương có khả năng bay lượn trở lại kể cả sau khi va chạm với một vật thể trên quỹ đạo bay của mình.

Để hiểu hơn tại sao loài bọ cánh cứng này vẫn có thể giữ nguyên khả năng bay lượn sau khi va chạm, TS. Vũ đã thu thập một số mẫu và dùng camera tốc độ cao để ghi hình chuyển động-chậm (slow-motion) của loài này khi bay. Phân tích chuyển động bay cho thấy cấu trúc giải phẫu của đôi cách sau có cấu tạo origami, có thể gấp gọn khi nghỉ và mở rộng khi cần cho việc bay lượn.

Với cấu tạo như vậy, mỗi cánh sau có thể bật ra tự động khi đôi cánh trước được triển khai. Một điều đáng chú ý là cấu trúc origami giúp cho đôi cánh sau có thể tạm thời gập lại trong khoảnh khắc va chạm và chúng đóng vai trò như những miếng đệm chống sốc. Sau va chạm, đôi cánh sau sẽ được bật ra trở lại hình dáng ban đầu để giúp chúng có thể tiếp tục bay lượn.

TS. Vũ và Hoon còn khám phá ra rằng, trong một vài trường hợp, nếu loài bọ này đụng trúng một vật thể cố định, chẳng hạn như một cây cột, thì chúng sẽ dùng cả chân và đôi cánh để giúp bản thân cân bằng lại trước khi tiếp tục bay lượn.

Nghiên cứu đột phá này giúp KUBeetle-S có thể duy trì việc bay lượn sau khi va chạm với các MAV hay những vật thể khác.

Được biết, đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu thuộc lĩnh vực Kỹ thuật Hàng không của Đại học Konkuk có bài báo được xuất bản trên tạp chí Science. Trong e-mail TS. Park Cheol Hoon gởi cho PGS. TS. Nguyễn Thiện Tống – nguyên Chủ nhiệm Bộ môn Kỹ thuật Hàng không, Trường Đại học Bách khoa (ĐHQG-HCM) – TS. người Hàn Quốc cho rằng cộng sự Phan Hoàng Vũ cũng đồng thời đem đến niềm tự hào cho trường cũ Bách khoa, nơi mà Vũ đã theo học và tốt nghiệp ngành Kỹ thuật Hàng không.

HOÀNG KHANG biên dịch từ Techxplore.com
Hình, clip: H. VU PHAN