Nội dung chính
FlexiRay – bàn tay robot mềm dẻo, có khả năng cảm nhận lực, nhiệt độ và hình dạng vật thể như con người – hứa hẹn cách mạng hoá tự động hoá tinh vi.
Những hạn chế của bàn tay robot truyền thống
Hiện nay, hầu hết các bàn tay robot dựa vào cảm biến thị giác‑xúc giác: một camera siêu nhỏ được nhúng trong ngón tay để chụp ảnh biến dạng bề mặt. Cấu trúc cứng này gây ra hai vấn đề lớn:
- Độ linh hoạt giảm: Khi cần cầm nắm vật thể mỏng manh hoặc có hình dạng phức tạp, camera không thể hoạt động hiệu quả.
- “Điểm mù” khi ngón tay cong: Tầm nhìn bị che khuất, khiến robot mất khả năng nhận biết liên tục.
FlexiRay – Đột phá lấy cảm hứng từ tự nhiên
Nhóm nghiên cứu do Đổng Hội Húc dẫn đầu tại Đại học Chiết Giang đã phát triển FlexiRay, dựa trên bài báo đăng trên Nature Communications. Thiết kế mô phỏng hiệu ứng vây cá (Fin Ray Effect), cho phép ngón tay tự động ôm lấy vật thể khi tiếp xúc, thay vì cố gắng tránh biến dạng.
Hệ thống quang học đa gương
Bên trong mỗi ngón tay FlexiRay là một hệ thống đa gương phản chiếu. Khi ngón tay bị cong hoặc xoắn, các gương tự động điều chỉnh góc phản xạ, giúp camera “nhìn quanh” các góc khuất. Nhờ vậy, camera duy trì tầm nhìn liên tục ngay cả khi nắm chặt vật thể không đồng đều.
Vật liệu da đa lớp thông minh
Lớp “da” của FlexiRay được làm từ vật liệu đa lớp, có khả năng thay đổi màu sắc theo nhiệt độ và phản chiếu ánh sáng, giống như da người. Điều này không chỉ bảo vệ các cảm biến bên trong mà còn cung cấp thông tin nhiệt độ bổ sung cho hệ thống.
Kết hợp AI để tái tạo 5 giác quan
Với một camera duy nhất, FlexiRay sử dụng thuật toán học sâu để giải mã:
- Lực tác động
- Vị trí tiếp xúc
- Độ nhám, kết cấu bề mặt
- Nhiệt độ
- Vị trí tương đối của chính nó
Kết quả thử nghiệm sơ bộ cho thấy độ phủ cảm biến đạt hơn 90 % ngay cả khi ngón tay bị biến dạng lớn – một con số ấn tượng so với <10 % của các giải pháp hiện có.
Lời nhận xét của nhà nghiên cứu
Ông Đổng nhấn mạnh: “Thành tựu đáng chú ý nhất là chuyển đổi mô hình từ ‘tránh biến dạng’ sang ‘tận dụng biến dạng’. Chúng tôi đã chứng minh rằng ngón tay robot có thể đạt độ biến dạng lớn cần thiết để cầm nắm an toàn mà không hy sinh khả năng cảm nhận.”
Tiềm năng ứng dụng trong tương lai
FlexiRay mở ra nhiều hướng ứng dụng thực tiễn:
- Thu hoạch nông sản dễ vỡ như trái cây, rau củ.
- Đóng gói các kiện hàng không đồng đều, giảm thiểu hư hỏng.
- Tích hợp với trí tuệ nhân tạo để robot học các kỹ năng khéo léo trực tiếp từ con người.
Với khả năng cảm nhận đa giác quan và độ linh hoạt cao, FlexiRay hứa hẹn sẽ là nền tảng cho thế hệ robot phục vụ trong nhà và trong công nghiệp.
Kết luận
FlexiRay không chỉ là một cải tiến kỹ thuật; nó là bước tiến quan trọng trong việc đưa robot tới gần hơn với khả năng cảm nhận và thao tác của con người. Bạn nghĩ công nghệ này sẽ thay đổi ngành công nghiệp nào nhất? Hãy để lại bình luận và chia sẻ quan điểm của mình!