Côn trùng người máy từ Nhật Bản: Hy vọng mới trong tìm kiếm cứu nạn thiên tai

Các nhà khoa học tại Đại học Osaka đang phát triển một công nghệ đột phá: những "côn trùng người máy" có khả năng hỗ trợ tìm kiếm cứu nạn trong các thảm họa thiên tai. Với thiết bị điện tử gắn trên lưng và được điều khiển từ xa bằng tia cực tím, những sinh vật nhỏ bé này hứa hẹn sẽ vươn tới những nơi con người và robot khó tiếp cận.

Từ ý tưởng vi robot đến "côn trùng người máy"

Giáo sư Keisuke Morishima, 55 tuổi, tại Đại học Osaka đã dành gần 20 năm để theo đuổi nghiên cứu này. Ban đầu, ông quan tâm đến việc chế tạo các vi/nano robot. Tuy nhiên, theo giáo sư Morishima, với công nghệ hiện tại, có những giới hạn nhất định trong việc thu nhỏ các bộ phận truyền động và cảm biến. Từ đó, ông đã tìm đến một hướng đi mới: sự kết hợp giữa sinh vật sống và máy móc, nhằm tận dụng những ưu điểm tự nhiên của côn trùng. Trong phòng thí nghiệm của ông, một phần không gian được mô phỏng như khu vực bị tàn phá, với đất, đá và các mảnh gỗ để côn trùng có thể leo trèo, di chuyển.

Gián Madagascar: "Người hùng" không cánh tiềm năng

Để lựa chọn côn trùng phù hợp cho dự án này, các nhà nghiên cứu đã đặt ra nhiều tiêu chí nghiêm ngặt. Chúng phải là loài bền bỉ, dễ nuôi, có tuổi thọ dài và chi phí thức ăn thấp. Quan trọng hơn, chúng phải đủ lớn để gắn các thiết bị điện tử. Lựa chọn cuối cùng là gián Madagascar. Loài gián này có nhiều ưu điểm vượt trội: khả năng di chuyển linh hoạt trong không gian hẹp, trên địa hình gồ ghề và trong môi trường thiếu oxy. Đặc biệt, không giống như các loài gián thông thường ở Nhật Bản, gián Madagascar không có cánh, điều này giúp việc điều khiển chúng trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Công nghệ điều khiển từ xa bằng tia cực tím

Ban đầu, phương pháp điều khiển côn trùng được thực hiện bằng cách cấy điện cực vào râu và các bộ phận khác, sau đó kích thích bằng điện để hướng chúng đi theo mong muốn. Tuy nhiên, phương pháp này gây ra gánh nặng lớn cho côn trùng và sự kích thích lặp đi lặp lại khiến chúng dần mất đi khả năng phản ứng. Để khắc phục hạn chế này, Chowdhury Mohammad Masum Refat, một nghiên cứu sinh 29 tuổi đến từ Bangladesh, đang cùng giáo sư Morishima thực hiện nghiên cứu chuyên sâu về phản ứng của côn trùng với các kích thích bên ngoài khác nhau, bao gồm mùi, nhiệt, tia cực tím và thức ăn. Kết quả nghiên cứu đã tập trung vào đặc tính phản ứng của gián Madagascar khi tia cực tím chiếu vào, mở ra hướng đi mới cho việc điều khiển chúng hiệu quả hơn. Hiện tại, một chiếc mũ bảo hiểm nhỏ được gắn trên đầu côn trùng phát ra tia cực tím, giúp con người có thể điều khiển chúng từ xa theo hình zigzag.

Ứng dụng tiềm năng trong công tác cứu hộ tại Nhật Bản

Mục tiêu chính mà giáo sư Morishima hướng tới là ứng dụng "côn trùng người máy" vào các hoạt động tìm kiếm cứu nạn trong thảm họa. Nhật Bản là quốc gia thường xuyên phải đối mặt với nhiều loại thiên tai nghiêm trọng như động đất, sóng thần, bão lũ. Trong những tình huống khẩn cấp, các "côn trùng người máy" có thể len lỏi vào những khu vực nguy hiểm mà con người hoặc robot cỡ lớn không thể tiếp cận, ví dụ như dưới các đống đổ nát. Với cảm biến hồng ngoại, chúng có thể phát hiện người bị nạn và gửi thông tin ra bên ngoài. Nếu có thể triển khai một số lượng lớn các "côn trùng người máy" này, công tác tìm kiếm có thể được thực hiện nhanh chóng trên một khu vực rộng lớn, tăng cơ hội cứu sống nạn nhân. Đối với cộng đồng người Việt đang sinh sống và làm việc tại Nhật Bản, sự phát triển của công nghệ này mang lại một hy vọng mới về việc tăng cường khả năng ứng phó thiên tai, gián tiếp đảm bảo an toàn cho mọi cư dân, bao gồm cả người nước ngoài.