Các nhà khoa học tại Đại học UNIST ở Ulsan - Hàn Quốc, vừa tạo ra loại cơ nhân tạo có thể biến đổi từ mềm như cao su sang cứng như thép, đồng thời nâng vật nặng gấp 4.000 lần trọng lượng của chính nó. Thành tựu này hứa hẹn tạo đột phá đối với robot mềm, thiết bị y tế và giao diện người - máy.
Trong phòng thí nghiệm tại Ulsan, một miếng vật liệu nhỏ bé nặng chưa đến 1,3 gram đang làm điều tưởng chừng không thể: nâng một quả tạ 5kg lên cao. Theo trang Techxplore.com, đây không phải ảo thuật, mà là thành quả của nhóm nghiên cứu do Giáo sư Hoon Eui Jeong chủ trì thuộc Khoa Cơ khí tại Đại học UNIST.
Loại cơ nhân tạo này có thể chuyển đổi trạng thái từ mềm dẻo sang cứng chắc chỉ trong giây lát, đồng thời co giãn mạnh gấp đôi cơ người. Công trình được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials tháng 9/2025, đánh dấu bước tiến đột phá trong lĩnh vực robot mềm và công nghệ y sinh.
Bí mật nằm ở cấu trúc đặc biệt mà nhóm nghiên cứu gọi là “mạng lưới liên kết kép”. Hệ thống này kết hợp hai cơ chế: liên kết hóa học tạo độ bền cấu trúc và tương tác vật lý cho phép thay đổi trạng thái khi tiếp xúc với nhiệt. Điều này cho phép cơ nhân tạo vừa mềm dẻo vừa mạnh mẽ - một điều mà các công nghệ truyền thống không làm được. Khi được làm mềm, nó có thể kéo dài gấp 12 lần chiều dài ban đầu. Khi co lại, độ co rút đạt 86,4% - gấp đôi so với khoảng 40% của cơ người, theo thông tin trên website của đại học UNIST (news.unist.ac.kr).
Nhưng con số ấn tượng nhất là mật độ công suất: 1.150 kJ/m3, cao gấp 30 lần mô cơ người. Mật độ công suất cho biết cơ có thể tạo ra bao nhiêu năng lượng trên mỗi đơn vị thể tích và việc đạt được con số cao như vậy đồng thời với khả năng co giãn lớn là thách thức lâu nay với các nhà khoa học. Thêm vào đó, các hạt từ tính siêu nhỏ được phủ lên bề mặt đặc biệt cho phép kiểm soát chuyển động bằng từ trường bên ngoài. Giáo sư Jeong giải thích: “Nghiên cứu này vượt qua giới hạn cơ bản khi cơ nhân tạo truyền thống hoặc rất co giãn nhưng yếu, hoặc mạnh nhưng lại cứng. Vật liệu composite của chúng tôi có thể làm được cả hai”, trang news.unist.ac.kr trích dẫn.
Đáng chú ý, nhóm các nhà khoa học đã chứng minh tính ứng dụng thông qua nhiều thí nghiệm thực tế đầy thuyết phục. Trong một thí nghiệm demo, họ tạo ra cánh tay robot có thể nắm vật và nâng tải trọng 115 gram với độ co rút 39%. Ở thí nghiệm khác, hai cơ nhân tạo được kéo dài đến 220% rồi dùng từ trường để kẹp thanh kim loại và nâng vật nặng 77 gram. Đặc biệt, toàn bộ quá trình điều khiển từ xa bằng laser và từ trường, không cần chạm vào.
Khả năng ứng dụng của nghiên cứu này khá đa dạng, trải dài từ y tế cho đến robot. Trong lĩnh vực y sinh, công nghệ này có thể tạo ra thiết bị hỗ trợ bệnh nhân vận động, công cụ phẫu thuật xâm lấn tối thiểu, hay chi giả thông minh. Với robot, nó mở ra khả năng chế tạo robot mềm đa năng hơn, có thể thay đổi hình dạng để vào không gian chật hẹp, hay tay gắp linh hoạt trong nhà máy, theo trang Miragenews.
Tuy nhiên, từ phòng thí nghiệm đến sản phẩm thương mại vẫn còn nhiều công đoạn. Chi phí sản xuất, khả năng mở rộng quy mô và việc tích hợp cảm biến để robot có thể hoạt động tự động là những thách thức tiếp theo. Nhưng với nền tảng vững chắc từ nghiên cứu này - được tài trợ bởi Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Hàn Quốc, câu hỏi không còn là liệu công nghệ này có thể thay đổi robotics và y học mà là nó sẽ thay đổi như thế nào trong 5 đến 10 năm tới.
