Công bố bàn tay robot có xúc giác như người
Một bàn tay robot mềm dẻo có khả năng cảm nhận lực, nhiệt độ và hình dạng vật thể giống như con người vừa được các nhà khoa học phát triển thành công. Thiết bị này không chỉ khắc phục nhược điểm 'điểm mù' của các cảm biến hiện tại mà còn mở ra triển vọng mới cho việc tự động hóa các thao tác tinh tế.
Trong nỗ lực giúp robot xử lý các công việc gia đình hay lắp ráp sản phẩm một cách khéo léo như con người, các nhà nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang (Trung Quốc) đã giới thiệu FlexiRay – một loại bàn tay robot đột phá. Nghiên cứu này vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications.
Các bàn tay robot hiện nay thường dựa vào cảm biến thị giác-xúc giác (dùng camera nhỏ để chụp ảnh biến dạng bề mặt). Tuy nhiên, nhược điểm lớn là chúng cần vật liệu cứng để camera hoạt động tốt, làm giảm độ linh hoạt khi cầm nắm các vật thể dễ vỡ hoặc có hình dạng phức tạp. Ngoài ra, khi ngón tay robot cong lại, tầm nhìn của camera bên trong thường bị che khuất, tạo ra "điểm mù".
Đổng Hội Húc, tác giả cấp cao của nghiên cứu, cho biết FlexiRay lấy cảm hứng từ bàn tay con người và hiệu ứng vây cá (Fin Ray Effect). Cấu trúc này cho phép ngón tay robot tự động ôm lấy vật thể khi tiếp xúc.
Điểm đặc biệt của FlexiRay nằm ở hệ thống quang học "đa gương" bên trong. Khi ngón tay bị biến dạng cơ học (cong, xoắn), hệ thống này sẽ tự động điều chỉnh tầm nhìn của camera để "nhìn quanh các góc khuất". Nhờ đó, camera vẫn duy trì được tầm nhìn liên tục và không bị cản trở ngay cả khi robot đang ôm chặt vật thể bất định hình. 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.
Kết hợp với thuật toán học sâu, FlexiRay có thể tái tạo 5 giác quan giống con người chỉ với một camera duy nhất: cảm nhận lực, vị trí tiếp xúc, kết cấu bề mặt, nhiệt độ và khả năng nhận biết vị trí của chính nó. Trong các thử nghiệm ban đầu, bàn tay robot này đạt độ phủ cảm biến hiệu quả hơn 90% ngay cả khi bị biến dạng lớn.
Ông Đổng nhấn mạnh: "Thành tựu đáng chú ý nhất của chúng tôi là sự 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 được sự biến dạng lớn cần thiết để cầm nắm an toàn mà không phải hy sinh khả năng nhận thức cảm giác".
Trong tương lai, công nghệ này hứa hẹn sẽ được ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý nông sản dễ dập nát, đóng gói các kiện hàng không đồng đều, và tích hợp với trí tuệ nhân tạo để robot có thể học các kỹ năng khéo léo trực tiếp từ con người.
