Các Nhà Khoa Học Tạo Ra Robot Tự Hành Nhỏ Nhất Thế Giới Dùng Năng Lượng Ánh Sáng

Vào tháng 1 năm 2026, các nhà nghiên cứu từ Đại học Pennsylvania và Đại học Michigan đã công bố việc chế tạo thành công những robot tự hành và có thể lập trình nhỏ nhất thế giới. Những robot siêu nhỏ này có kích thước xấp xỉ 200 x 300 x 50 micromet, nhỏ hơn cả một hạt muối hoặc độ dày của sợi tóc người. Đây là bước tiến đáng kể vì chúng là những robot tự hành đầu tiên ở quy mô này hoạt động mà không cần dây dẫn, từ trường hay bất kỳ sự điều khiển bên ngoài nào. Thành tựu kỹ thuật này đã được trình bày chi tiết trong các ấn phẩm khoa học trên tạp chí Science Robotics và Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Chi phí sản xuất cho mỗi đơn vị robot này chỉ khoảng một xu, và chúng có khả năng hoạt động liên tục trong nhiều tháng, chỉ sử dụng năng lượng ánh sáng thu được từ các điốt phát quang (LED). Thách thức về năng lượng đã được giải quyết thông qua thiết kế các mạch điện tử có thể hoạt động ở điện áp cực thấp, giảm mức tiêu thụ năng lượng xuống hơn một nghìn lần, trong khi các tấm pin mặt trời siêu nhỏ chỉ tạo ra được 75 nanowatt. Nhóm nghiên cứu, bao gồm Mark Miskin từ Đại học Pennsylvania và David Blaauw từ Đại học Michigan, người nổi tiếng với phát triển máy tính nhỏ nhất thế giới, đã tích hợp thành công bộ xử lý vào robot tí hon này. Các tấm pin mặt trời này tiêu thụ năng lượng ít hơn 100.000 lần so với đồng hồ thông minh.

Cơ chế di chuyển của các robot siêu nhỏ này thể hiện sự khéo léo kỹ thuật: thay vì đẩy nước, chúng tạo ra các điện trường để di chuyển các hạt tích điện (ion) trong chất lỏng xung quanh. Lực cản từ các phân tử nước tạo ra dòng chảy giúp robot tiến về phía trước. Bằng cách điều chỉnh các điện trường, robot có thể thay đổi hướng và đi theo các quỹ đạo phức tạp, thậm chí thể hiện hành vi nhóm phối hợp tương tự như đàn cá. Sự tự chủ của chúng bao gồm khả năng cảm nhận môi trường, xử lý thông tin và ra quyết định thông qua một con chip tích hợp chỉ bằng một phần nhỏ của milimet. Các nhà nghiên cứu đã phải đối mặt với một trở ngại kỹ thuật kéo dài gần bốn thập kỷ để đạt được khả năng tự hành ở quy mô dưới milimet.

Khả năng giao tiếp của robot với các nhà nghiên cứu được thực hiện thông qua các chuyển động được mã hóa, gợi nhớ đến điệu 'nhảy' của ong, nhằm truyền tải thông tin như nhiệt độ đo được. Các nhà nghiên cứu cũng đã phát triển một giao diện đồ họa cho phép các nhà khoa học định nghĩa hành vi robot bằng các lệnh cấp cao, được dịch thành các chương trình thực thi truyền qua ánh sáng. Một bước tiến khác là khả năng leo dốc nhiệt độ (thermotaxis), cho thấy robot có thể tự tìm kiếm các tín hiệu sinh học cụ thể hoặc phân phối thuốc với độ chính xác cao. Công nghệ này mở ra triển vọng trong y học, với tiềm năng theo dõi sức khỏe tế bào và trong lĩnh vực sản xuất quy mô siêu nhỏ, bao gồm khả năng chẩn đoán bệnh, vận chuyển hàng hóa sinh học và phẫu thuật xâm lấn tối thiểu.