Một nhóm robot nhỏ bé có khả năng chuyển đổi giữa trạng thái lỏng và rắn, đồng thời thay đổi hình dạng tùy ý. Giống như T-1000 trong Terminator 2, có thể biến bàn tay thành lưỡi dao hay biến một phần cơ thể thành chất lỏng để xuyên qua song sắt. Giáo sư Otger Campàs tại Viện Max Planck về Sinh học Phân tử và Di truyền ở Dresden, Đức, chia sẻ: “Tôi xem phim này hồi nhỏ và nghĩ ‘Ôi, thật tuyệt nếu có thể làm được điều đó!’. Giờ đây, tôi nghiên cứu phôi thai, và điều kỳ diệu trong Terminator thực sự xảy ra trong quá trình phát triển phôi. Sự biến đổi hình dạng đó chính là điều mà phôi thai làm.”
Nhóm nghiên cứu của Campàs lấy cảm hứng từ quá trình “lỏng hóa” và “kéo dài hội tụ” – cơ chế mà các tế bào phôi sử dụng để phối hợp hoạt động khi hình thành mô và cơ quan trong cơ thể đang phát triển. Họ đã chế tạo một tập hợp robot, mỗi robot hoạt động như một tế bào phôi. Toàn bộ nhóm robot hoạt động như một vật liệu có thể thay đổi hình dạng và chuyển đổi giữa trạng thái rắn và lỏng, giống hệt như T-1000. Tuy T-1000 rất ấn tượng, nhưng phim không hề giải thích cơ chế hoạt động. Chính vì thế, Campàs và các đồng nghiệp tìm kiếm manh mối từ những nguồn khác, cụ thể là sự biến đổi hình dạng tương tự được quan sát thấy trong quá trình phát triển phôi khi được quay phim tua nhanh.
Campàs cho biết: “Các mô trong phôi thai có thể chuyển đổi giữa trạng thái rắn và lỏng để định hình các cơ quan. Chúng tôi đã nghĩ đến việc tạo ra những robot có thể làm được điều tương tự.” Nhóm nghiên cứu tập trung vào ba khả năng giúp tế bào trong mô phôi hoạt động: thứ nhất, chúng có thể di chuyển tương đối với nhau ngay cả khi được liên kết chặt chẽ; thứ hai, chúng có khả năng truyền tín hiệu bằng cách giải phóng các phân tử mà các tế bào lân cận nhận biết và phản hồi, có thể bằng cách định hướng chuyển động theo một hướng cụ thể; và thứ ba, khả năng bám dính vào nhau tạo thành một thể thống nhất và chắc chắn.
Mỗi robot được trang bị các bánh răng nhỏ có mô tơ xung quanh chu vi, cho phép chúng khớp với bánh răng của các robot khác. Bánh răng giúp robot di chuyển trong nhóm mà không làm đứt liên kết, giống như tế bào trong cơ thể sống. Nam châm giúp kết nối và duy trì độ bám dính bất kể hướng. Mỗi robot cũng có một bộ phận cảm biến ánh sáng phân cực, cho phép điều khiển đơn giản bằng đèn pin có bộ lọc phân cực. Matthew Devlin, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Sự chuyển đổi giữa trạng thái rắn và lỏng được điều khiển bởi sự dao động của lực mà mô tơ tạo ra, và chúng tôi mã hóa cường độ dao động đó bằng cường độ ánh sáng.”
Chỉ với 20 robot, chúng có thể kéo dài về phía nhau, chạm vào giữa và tạo thành một cây cầu có thể chịu tải gần 5 kg. Sau khi tạo thành khối lập phương, chúng có thể nâng đỡ một người lớn nặng khoảng 70kg. Chúng cũng có thể chảy xung quanh một vật thể, tự điều chỉnh hình dạng và cứng lại để hoạt động như một cờ lê. Campàs khẳng định: “Đây chính là ý tưởng biến đổi hình dạng của Terminator, chính xác là những gì chúng tôi hướng đến.”
Tuy nhiên, vấn đề là các robot này có đường kính lớn hơn 5 cm. Để tạo ra tập hợp robot nhỏ hơn giống như hợp kim đa hình mô phỏng của Terminator, nhóm nghiên cứu muốn làm cho chúng nhỏ hơn nhiều. Campàs nói: “Tin tốt là chúng ta không cần phải thu nhỏ đến mức độ của hệ thống sống. Tế bào có kích thước khoảng 10 micron, nhưng robot có kích thước khoảng 100 micron – thậm chí lên tới 1 milimet – cũng đã rất ấn tượng.”
Hiện tại, việc tạo ra robot nhỏ như vậy là không thể, nhưng nhóm nghiên cứu tin rằng có thể làm được trong vòng một thập kỷ tới. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức khác cần giải quyết, ví dụ như cung cấp năng lượng cho tất cả các robot. Robot trong nghiên cứu sử dụng pin lithium-ion, cho phép hoạt động liên tục khoảng nửa giờ. Tuy nhiên, việc sạc pin cho từng robot thủ công là một vấn đề lớn.
Nhóm nghiên cứu cho rằng đây chỉ là một bản chứng minh ý tưởng. Campàs nhấn mạnh: “Chúng ta vẫn còn rất xa so với Terminator. Nhưng chúng ta đã có ví dụ về cách thức hoạt động của vật liệu như T-1000, và chỉ còn việc thu nhỏ robot.” Mục tiêu của họ là khơi gợi sự hứng thú để mọi người cùng tham gia nghiên cứu.