Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Bang Bắc Carolina (NC State) vừa công bố một công nghệ in 3D đột phá, đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực robot học mềm. Phát minh này tập trung vào việc chế tạo các màng từ tính siêu mỏng, hoạt động như những “cơ bắp từ tính,” được tích hợp trực tiếp vào cấu trúc gấp giấy (origami) của robot. Phương pháp này, được tiết lộ vào tháng 9 năm 2025, đã khắc phục được hạn chế lớn của các hệ thống trước đây — đó là sự cứng nhắc của các bộ truyền động từ tính cứng, vốn làm giảm tính linh hoạt vốn có của các bề mặt mềm.
Phương pháp tiếp cận mới này, được phát triển dưới sự đóng góp của Phó Giáo sư Xiaomen Fang thuộc Trường Cao đẳng Dệt may Wilson, dựa trên kỹ thuật đồng đùn các polyme gốc cao su với các hạt sắt từ. Quá trình này tạo ra một màng đàn hồi, có thể co giãn. Khi màng này được gắn vào các vị trí then chốt trên robot origami, nó cho phép robot thực hiện chuyển động có kiểm soát thông qua các trường từ bên ngoài, đồng thời giữ nguyên được sự mềm dẻo bẩm sinh của cấu trúc. Đội ngũ nghiên cứu tham gia dự án còn có các thành viên khác như Sen Zhang, Yuan Li, Zimeng Li, Nabil Chedid, Peiqi Zhang, và Ke Cheng.
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng của công nghệ thông qua hai mô hình, cả hai đều áp dụng mẫu gấp Miura-Ori nổi tiếng. Mẫu thử nghiệm đầu tiên được thiết kế cho mục đích vận chuyển thuốc không xâm lấn. Trong các thử nghiệm diễn ra bên trong một dạ dày mô phỏng — một quả cầu nhựa chứa nước ấm — robot đã được điều hướng chính xác đến một tổn thương loét giả định bằng cách sử dụng trường từ. Sau khi cố định bằng các màng từ tính mềm gắn ngoài, thiết bị sẽ mở ra để giải phóng thuốc một cách có kiểm soát. Thành tựu này mở ra triển vọng cho các can thiệp y tế an toàn và hiệu quả hơn.
Mô hình trình diễn thứ hai cho thấy khả năng di chuyển kiểu bò. Robot này đã vượt qua các chướng ngại vật cao tới 7 mm bằng cách kích hoạt và ngừng kích hoạt trường từ bên ngoài để co và giãn các “cơ” của nó. Khả năng thích ứng trong di chuyển này làm nổi bật tính đa dụng của phát minh. Phó Giáo sư Xiaomen Fang nhận định rằng những cơ bắp từ tính này có thể được ứng dụng cho vô số cấu trúc origami khác nhau, mở ra những cơ hội lớn để giải quyết các vấn đề trong y sinh học và khám phá không gian. Công trình này đã đưa việc điều khiển các hệ thống mềm lên một tầm cao mới, nơi chuyển động là phản ứng trực tiếp với tác động điều khiển từ bên ngoài, mang lại sự linh hoạt chưa từng có.