Cá đuối Manta: Nguồn cảm hứng cho robot mềm và hệ thống lọc nước
Cá đuối manta, với hình dáng uyển chuyển và cách bơi bằng cách vỗ vây như đôi cánh khổng lồ, đã trở thành nguồn cảm hứng cho các nhà khoa học trong việc phát triển robot mềm và hệ thống lọc nước tiên tiến.
Một nhóm nghiên cứu đã chế tạo một robot mềm mô phỏng hình dạng và chuyển động của vây cá đuối manta. Robot này có thể di chuyển với tốc độ gấp đôi so với các phiên bản trước, đạt 6.8 lần chiều dài cơ thể mỗi giây. Không chỉ nhanh hơn, robot này còn tiết kiệm năng lượng hơn và có khả năng bơi lên xuống trong nước, giống như cá đuối manta thật. Khả năng điều khiển độ mạnh của vỗ vây cho phép robot lặn sâu hoặc nổi lên mặt nước, mở ra tiềm năng ứng dụng trong việc thu thập mẫu vật dưới nước.
Cấu trúc mang của cá đuối manta, với khả năng lọc sinh vật phù du hiệu quả, cũng đã được các nhà nghiên cứu tại MIT nghiên cứu để cải thiện hệ thống lọc nước. Mang của cá đuối manta có kích thước lỗ lọc lý tưởng, cho phép chúng vừa hô hấp vừa kiếm ăn. Sự cân bằng giữa việc ăn và thở của cá đuối đã giúp các nhà nghiên cứu tìm ra cấu trúc lọc giúp kiểm soát dòng chảy vào và ra chính xác hơn.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra các tấm lọc 3D in được dán lại với nhau, tạo thành các khe hẹp tương tự như cấu trúc mang của cá đuối. Khi nước được bơm qua với tốc độ cao, các xoáy nước được hình thành trong các khe hẹp này, cho phép nước đi qua nhưng giữ lại các hạt tạp chất. Cơ chế này tương tự như cách cá đuối manta lọc sinh vật phù du, cho thấy sự tinh tế của tự nhiên trong việc tối ưu hóa quá trình lọc.
Việc nghiên cứu cá đuối manta không chỉ mang lại những tiến bộ công nghệ đáng kể mà còn cho thấy sự khéo léo của tự nhiên trong việc thiết kế các hệ thống hiệu quả. Từ khả năng bơi lội mạnh mẽ đến việc ăn và thở đồng thời, cá đuối manta là minh chứng cho sự tối ưu hóa của tự nhiên, mang đến những bài học quý giá cho con người trong việc phát triển công nghệ.
