Trong những thập kỷ qua, các hệ thống robot đã phát triển nhanh chóng với sự ra đời liên tục của các thiết bị điện tử, linh kiện cơ khí và giải pháp phần mềm tiên tiến. Do đó, robot dễ trở nên lỗi thời và lạc hậu khi các hệ thống mới hơn xuất hiện.

Gần đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Công nghệ và Thiết kế Singapore đã đưa ra chiến lược in 3D dựa vào công thức gel mới để nâng cấp liên tục robot mềm, từ đó giảm thiểu chất thải điện tử phát sinh. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science Robotics.

Pablo Valdivia y Alvarado, tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ: “Không giống như robot truyền thống, robot mềm khó sửa chữa, thường gây lãng phí lớn. Ví dụ, khi các chức năng mới xuất hiện hoặc robot mềm bị hỏng nặng, các mẫu cũ thường bị loại bỏ, giống như các sản phẩm tiêu dùng”.

Vì thế, để kéo dài tuổi thọ cho các loại robot mềm, nhóm nghiên cứu đã đưa ra phương pháp mới dựa trên quy trình sáng tạo sản xuất phụ gia tại chỗ để sửa chữa và nâng cấp robot mềm với độ chính xác và hiệu quả cao. Bước đầu tiên của quy trình này bao gồm in 3D một lớp gel hỗ trợ lên các bề mặt mục tiêu của robot mềm cần được nâng cấp.

Valdivia y Alvarado giải thích: "Gel này được tối ưu hóa để duy trì hình dạng dưới tác động của trọng lực, nên không cần hộp đựng. Trong quá trình in, hệ thống sẽ in các thành phần hoặc tính năng đa vật liệu trực tiếp lên các bề mặt của robot được gel bao phủ. Gel hoạt động như một môi trường ổn định, giữ lại các tính năng mới và đảm bảo quá trình đông cứng ổn định. Sau khi quá trình đông cứng hoàn tất, gel dễ dàng được rửa sạch bằng nước, giúp các tính năng mới bổ sung được tích hợp liền mạch".

Đáng chú ý là các loại gel hỗ trợ mà nhóm nghiên cứu sử dụng, có tính linh hoạt cao và tương thích với nhiều bề mặt hoặc vật liệu khác nhau. Như vậy, phương pháp in 3D dựa vào gel có thể được điều chỉnh và sử dụng trên nhiều loại robot mềm và cả cho các thiết bị điện tử khác.

Để đánh giá tiềm năng, các tác giả đã sử áp dụng phương pháp mới để nâng cấp robot mềm giống như batoid bằng cách bổ sung các cảm biến xúc giác, mạng lưới râu thụ động và các móc khởi động. Họ cũng sửa chữa các phần da tổng hợp của robot bị rách và hỏng do râu.

Trong tương lai, quy trình này có thể được áp dụng cho các robot khác nhau hiện được coi là lỗi thời hoặc bị hỏng. Ngoài ra, quy trình cũng có thể được sử dụng để sửa chữa và nâng cấp các hệ thống điện tử khác, bao gồm các thiết bị thông minh, điện thoại thông minh và các thiết bị khác.

N.P.D. (NASATI), theo Techxplore, 1/2025