Cách CIA tạo ra 'gián điệp' chuồn chuồn

Robot chuồn chuồn do CIA sáng chế.

Hơn 16 năm từ khi CIA trưng bày mẫu vật này và gần 50 năm kể từ chuyến bay đầu tiên, các tài liệu về robot chuồn chuồn mới được công bố.

Hiện vật từ thời Chiến tranh Lạnh

Vào cuối tháng 12/2003, CIA đã tổ chức trưng bày những công cụ bí mật hỗ trợ hoạt động gián điệp tại bảo tàng của tổ chức này gần Washington DC. Trong đó gồm thiết bị nghe lén được thiết kế dạng phân hổ nhằm theo dõi sự di chuyển của quân đội Việt Nam hay robot cá thu thập mẫu nước gần các nhà máy hạt nhân ngầm hoạt động.

Một trong những thiết bị gây ấn tượng là robot chuồn chuồn với kích thước tương đương với loài côn trùng này trong thế giới tự nhiên.

Thoạt nhìn, hiện vật thời Chiến tranh Lạnh trông giống bất kỳ con chuồn chuồn nào với khuôn mặt chứa đôi mắt to quá khổ, cánh dài. Tuy nhiên, nếu để ý kỹ hơn, người ta sẽ nhận ra con chuồn chuồn này là giả.

Thực tế, nó là gián điệp với kích cỡ siêu nhỏ đồng thời là bước tiến lớn của các nhà khoa học trong việc phát triển robot côn trùng. Robot chuồn chuồn cũng là thành tựu đáng kinh ngạc vào thời điểm đó, khi bộ vi xử lý là phát minh hoàn toàn mới trên Trái đất.

“Insectothopter”, còn gọi là gián điệp bọ cỡ lớn, là thiết bị nghe lén do Nhóm nghiên cứu và phát triển tại Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) phát triển trong Chiến tranh Lạnh. Thời điểm đó, nghe lén thông thường hoặc nghe lén các cuộc trò chuyện bằng thiết bị điện tử là công cụ gián điệp tương đối mới nhưng khó tiếp cận.

Vì vậy, CIA đã sử dụng thiết bị phản xạ ngược. Cơ chế của thiết bị này là các hạt thủy tinh nhỏ phản xạ ánh sáng laser (hoặc chùm tia laser) trở lại nguồn của nó. Chùm tia laser phản xạ này có thể bị ảnh hưởng bởi bất kỳ rung động nào của kính, làm thay đổi khoảng cách chùm tia truyền đi.

Sau đó, CIA có thể phân tích chùm tia sáng phản hồi, tạo lại các rung động làm nhiễu nó. Về cơ bản, hoạt động này gọi là trích xuất âm thanh từ ánh sáng.

Trong thực tế, các bộ phản xạ ngược này hoạt động như micro từ xa, có thể nghe trộm bất kỳ cuộc gọi nào.

CIA đã thử gắn micro cho một con mèo nhưng dự án bất thành. Don Resier, Phó trưởng phòng Nghiên cứu và Phát triển của CIA, đã đề xuất sáng chế robot côn trùng, thay cho việc sử dụng động vật có vú thông thường. Ông giao cho Charles Adkins, người buôn bán côn trùng, lãnh đạo dự án.

Mục tiêu của Adkins là chế tạo thiết bị có thể bay 200m, cung cấp 0,2g hạt phản xạ ngược mà không bị chú ý. Đầu tiên, họ dự định làm một con ong nhưng cơ chế bay của loài vật này tương đối phức tạp. Họ chuyển sang mô phỏng chuồn chuồn vì khí động học của nó ổn định hơn các loài khác. Ngoài ra, nó bay lượn đặc biệt tốt, giúp tiết kiệm năng lượng khi bay đường dài.

Để tái tạo cánh của chuồn chuồn, nhóm thiết kế sử dụng bộ dao động chất lỏng cực nhỏ, thiết bị không có bộ phận chuyển động, chạy bằng khí được tạo ra bởi các tinh thể nitrat lithium. Sau thử nghiệm ban đầu cho thấy, robot không thể mang tải trọng 0,2g, nhóm lắp đặt thêm lực đẩy bằng cách xả khí thải ra phía sau, giống như động cơ phản lực.

Thiết bị được sơn màu giống chuồn chuồn, chỉ nặng dưới 1g. “Đôi mắt” lấp lánh của nó là những hạt thủy tinh phản xạ để các mục tiêu không nghi ngờ.

Sơ đồ thiết kế robot chuồn chuồn.

Phương pháp điều khiển

Dù đã hoàn thiện robot, CIA vẫn cần tìm cách để kiểm soát nó. Họ không thể sử dụng điều khiển vô tuyến vì nó làm tăng trọng lượng của robot. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã sử dụng cùng một mẫu laser được sử dụng cho các bộ phản xạ.

Laser được gọi là ROME, tạo ra chùm tia hồng ngoại vô hình. Tia laser sẽ đốt nóng một dải kim loại, sau đó mở hoặc đóng ống xả của chuồn chuồn. Trong khi điều chỉnh hiệu quả của động cơ, tia laser khác, hoạt động giống bánh lái, sẽ điều khiển robot đến đích.

Với động cơ bơm khí và hệ thống định vị dựa trên laser, robot côn trùng có thể di chuyển trong 60 giây. Do không có thiết bị hạ cánh, con chuồn chuồn có khả năng bị va chạm và khó đậu xuống.

Dù thử nghiệm tương đối thành công trong phòng thí nghiệm, robot chuồn chuồn gặp khó với điều kiện thực tế. Robot này yêu cầu người điều khiển giữ laser được gắn thủ công trên thiết bị trong suốt chuyến bay. Việc này gần như là không thể trong điều kiện thời tiết gió thổi mạnh.

Về lý thuyết, robot côn trùng có thể bay với tốc độ dưới 11km/giờ, nhưng nó không thành công trong thực tế. Dự án được đầu tư 140.000 USD (tương đương 2 triệu USD ngày nay) cuối cùng đã bị lãng quên.

Nguyên mẫu của robot chuồn chuồn.

“Hậu duệ” của robot chuồn chuồn

Trong 50 năm qua, việc sáng chế robot côn trùng và các thiết bị điện tử tương tự phát triển vượt bậc. Một trong những “hậu duệ” của robot chuồn chuồn đã thành công là máy bay không người lái Skeeter, do Animal Dynamics, phát triển.

Là máy bay không người lái siêu nhỏ, Skeeter có thể kiểm soát trong điều kiện gió giật mạnh, khả năng chịu đựng và độ bền cũng cao hơn so với các loại thiết bị có 4 cánh quạt hiện có.

Các nhà nghiên cứu tại Trường Đại học Delft, Hà Lan, cũng nghiên cứu nhiều loại robot chuồn chuồn từ năm 2005. Loại nhỏ nhất, Delfly Micro, chỉ nặng 3 gram, sải cánh dài khoảng 10 cm. Nó có thể bay trong 3 phút bằng pin, chuyển tiếp hình ảnh từ máy quay.

Năm 2017, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Charles Stark Draper, Mỹ, đã tạo ra chuồn chuồn cơ khí hóa (cyborg). Họ đã thay đổi cơ chế của một con chuồn chuồn sống để có thể điều khiển nó từ xa bằng cách cấy “tế bào thần kinh hướng dẫn” vào mắt nó. Những sáng chế này vượt xa nỗ lực ban đầu của CIA, là thành tựu của một nửa thế kỷ phát triển công nghệ.