Nội dung chính
Bàn tay robot FlexiRay có thể cảm nhận lực, nhiệt độ và hình dạng vật thể giống như con người, mở ra kỷ nguyên mới cho tự động hoá các thao tác tinh tế trong nhà và nhà máy.
FlexiRay là gì? Cấu trúc lấy cảm hứng từ tự nhiên
FlexiRay là một bàn tay robot mềm dẻo được phát triển bởi nhóm nghiên cứu của Đại học Chiết Giang (Zhejiang University, Trung Quốc). Tên gọi bắt nguồn từ “Fin Ray Effect” – hiện tượng các vây cá tự động mở rộng và ôm lấy vật thể khi tiếp xúc. Nhờ mô phỏng cấu trúc này, các ngón tay của FlexiRay có thể biến dạng mạnh mà không làm mất khả năng cảm nhận.
Công nghệ đa gương và khả năng “nhìn quanh góc khuất”
Điểm khác biệt lớn nhất của FlexiRay nằm ở hệ thống quang học “đa gương” tích hợp bên trong mỗi ngón tay. Khi ngón tay bị cong, xoắn hoặc nén, các gương phản chiếu tự động điều chỉnh góc nhìn, cho phép camera duy nhất bên trong “nhìn quanh” các góc khuất mà các cảm biến thị giác‑xúc giác truyền thống không thể làm được.
5 giác quan của một camera duy nhất
Kết hợp với thuật toán học sâu, FlexiRay tái tạo năm giác quan con người chỉ bằng một camera:
- Cảm nhận lực: đo áp lực tiếp xúc với độ chính xác ±0.1 N.
- Vị trí tiếp xúc: xác định tọa độ điểm chạm trong phạm vi 0.2 mm.
- Đánh giá kết cấu bề mặt: nhận diện độ nhám và hình dạng vi mô.
- Nhiệt độ: đo nhiệt độ bề mặt từ 0 °C đến 80 °C.
- Nhận biết vị trí của chính nó: tự định vị trong không gian 3‑chiều.
Hiệu suất và kết quả thí nghiệm
Trong các thử nghiệm ban đầu, FlexiRay đạt độ phủ cảm biến trên 90 % ngay cả khi ngón tay bị biến dạng lớn, vượt xa mức 60‑70 % của các bàn tay robot hiện nay. Kết quả này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications (tháng 12/2023) và so sánh với các công nghệ tương tự như GelSight của MIT, cho thấy FlexiRay có ưu thế về độ linh hoạt và khả năng cảm nhận đa dạng.
Tiềm năng ứng dụng trong thực tế
Với khả năng nắm chặt mà không gây hư hỏng, FlexiRay hứa hẹn sẽ được áp dụng trong:
- Thu hoạch nông sản nhạy cảm (trái cây, rau lá) – giảm thiệt hại tới 30 % so với các hệ thống thu hoạch truyền thống.
- Đóng gói các kiện hàng không đồng đều – tự động điều chỉnh lực nắm để tránh nén quá mức.
- Lắp ráp các linh kiện điện tử mềm – tăng độ chính xác lên 15 % nhờ cảm nhận lực và nhiệt độ.
- Học kỹ năng từ người dùng qua AI – robot có thể quan sát và sao chép các thao tác khéo léo trong thời gian thực.
Nhìn về tương lai
Nhóm nghiên cứu của Đổng Hội Húc nhấn mạnh rằng FlexiRay không chỉ giải quyết “điểm mù” của camera truyền thống mà còn thay đổi cách chúng ta thiết kế robot: từ “tránh biến dạng” sang “tận dụng biến dạng”. Khi kết hợp sâu hơn với trí tuệ nhân tạo, công nghệ này có thể tạo ra những người trợ lý robot có khả năng cảm nhận và tương tác như con người, mở rộng phạm vi tự động hoá từ nhà bếp tới dây chuyền sản xuất công nghiệp.
Để cập nhật những tiến bộ mới nhất về robot xúc giác và các ứng dụng thực tiễn, hãy đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.
