Bài viết từ Koh Hyunjeong

Hoa violet, loài hoa có thể dễ dàng bắt gặp vào mùa xuân tại Hàn Quốc, sở hữu một cơ chế sinh sản vô cùng độc đáo. Khác với hầu hết các loài thực vật thường bung nở và bắn hạt ra khắp nơi cùng một lúc, hoa violet lại búng từng hạt một theo thứ tự.

Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã làm rõ nguyên lý ẩn giấu trong cơ chế sinh sản này của hoa violet. Nghiên cứu lần này được kỳ vọng có thể ứng dụng vào việc phát triển các robot mềm thế hệ mới.

Ngày 19/6, Bộ Khoa học, Công nghệ Thông tin và Truyền thông Hàn Quốc cho biết đội ngũ nghiên cứu chung gồm Giáo sư Hyun Yu-bong của Khoa Khoa học Sự sống, Giáo sư Kim Ho-young của Khoa Kỹ thuật Cơ khí thuộc Đại học Quốc gia Seoul và Giáo sư Jung So-hyun của Khoa Kỹ thuật Robot và Cơ điện tử thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Gyeongbuk (DGIST) đã làm rõ nguyên lý bắn hạt từ vỏ quả của hoa violet. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí học thuật quốc tế 'Science' vào ngày 18/6 (giờ địa phương).

Thông thường, các loài thực vật sẽ giải phóng toàn bộ hạt cùng một lúc khi quả chín và bung ra. Trong khi đó, hoa violet lại tận dụng lực gập vào bên trong khi 'vỏ quả' (lớp vỏ có dạng hình túi dài) khô đi để đẩy từng hạt ra ngoài theo thứ tự.

Để làm rõ nguyên lý hoạt động của phương thức độc đáo này, đội ngũ nghiên cứu đã tiến hành phân tích tỉ mỉ cấu trúc của vỏ quả. Kết quả cho thấy, khi vỏ quả hoa violet khô đi, nó co gập lại dần giống như một chiếc khóa kéo (zipper) đang đóng lại. Trong quá trình này, điểm tác dụng lực sẽ dịch chuyển dần về phía trước theo vị trí đặt của các hạt, khiến các hạt xếp thành hàng lần lượt bị búng ra ngoài, bắt đầu từ hạt ở phía đầu tiên.

Để dịch chuyển điểm tác dụng lực một cách tuần tự, ngay cả trong ngành công nghệ robot cũng đòi hỏi kỹ thuật điều khiển cực kỳ tinh vi. Thế nhưng, hoa violet lại hiện thực hóa được điều này hoàn toàn dựa vào cấu trúc của vỏ quả mà không cần đến bất kỳ động cơ hay thiết bị điều khiển nào.

Ngoài ra, vỏ quả hoa violet sở hữu cấu trúc hình bán nguyệt giúp truyền lực một cách hiệu quả. Đội ngũ nghiên cứu giải thích: 'Nhờ cấu trúc này, lực phát sinh khi vỏ quả co gập lại không bị phân tán mà tập trung hoàn toàn vào vị trí của hạt, cho phép quá trình búng hạt diễn ra một cách tuần tự'.

Giới khoa học đặc biệt chú ý đến kết quả nghiên cứu lần này vì nghiên cứu mở ra khả năng phát triển các robot mềm thế hệ mới, loại robot có thể chuyển động hoàn toàn bằng lực cấu trúc mà không cần đến các hệ thống phức tạp như động cơ, pin hay dây điện.

Trong tương lai, nghiên cứu này có thể mang lại cuộc cách mạng cho nhiều lĩnh vực kỹ thuật y sinh khác nhau như: các thiết bị mềm dùng trong y tế có khả năng luồn lách qua các mạch máu hẹp trong cơ thể, miếng dán khâu vết thương tự thắt chặt một cách chuẩn xác tại vùng phẫu thuật, hay cơ nhân tạo có thể chuyển động mềm mại như cơ bắp của con người.

Đội ngũ nghiên cứu cho biết: "Hoa violet đã tiến hóa bằng cách truyền lực một cách hiệu quả với kết cấu tối giản nhất" và nhấn mạnh thêm "Nghiên cứu lần này là một minh chứng cho thấy chỉ bằng cấu trúc của tự nhiên thôi cũng có thể hiện thực hóa những chuyển động vô cùng tinh vi."

hjkoh@korea.kr