Robot giờ có thể “cảm nhận” vật thể như con người nhờ bàn tay FlexiRay mới.

FlexiRay: Đột phá cảm giác cho robot

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Chiết Giang (Trung Quốc) vừa công bố trên Nature Communications một loại bàn tay robot mềm dẻo mang tên FlexiRay, có khả năng cảm nhận lực, nhiệt độ và hình dạng vật thể giống như da người. Công nghệ này không chỉ lấp đầy “điểm mù” của các cảm biến truyền thống mà còn mở ra kỷ nguyên mới cho robot thực hiện các thao tác tinh tế trong gia đình và dây chuyền sản xuất.

Cấu trúc lấy cảm hứng từ tự nhiên

FlexiRay được thiết kế dựa trên hiện tượng Fin Ray Effect – hiệu ứng vây cá, cho phép các ngón tay tự động ôm lấy vật thể khi tiếp xúc. Lớp “da” bề mặt được làm từ vật liệu đa lớp có khả năng thay đổi màu sắc theo nhiệt độ và phản chiếu ánh sáng, giúp robot “nhìn” và “cảm” môi trường xung quanh một cách liên tục.

Hệ thống đa gương và khả năng “nhìn quanh góc khuất”

Trái ngược với các bàn tay robot truyền thống dùng camera cố định, FlexiRay tích hợp một hệ thống quang học đa gương bên trong. Khi ngón tay bị cong, xoắn hoặc biến dạng, các gương tự động điều chỉnh góc nhìn, cho phép camera “nhìn quanh” các góc bị che khuất. Nhờ vậy, tầm nhìn không bị gián đoạn ngay cả khi robot ôm chặt vật thể không đồng đều.

Những giác quan được mô phỏng

• Lực nén và lực kéo
• Vị trí tiếp xúc
• Độ nhám và kết cấu bề mặt
• Nhiệt độ bề mặt
• Vị trí tương đối của chính bàn tay

Kết hợp với thuật toán học sâu, FlexiRay tái tạo được năm giác quan chỉ bằng một camera duy nhất. Các thí nghiệm sơ bộ cho thấy độ phủ cảm biến vượt 90% ngay cả khi ngón tay bị biến dạng mạnh, chứng minh khả năng “tận dụng biến dạng” thay vì tránh nó.

Tiềm năng ứng dụng thực tiễn

Với khả năng cầm nắm mềm mại và cảm nhận chi tiết, FlexiRay hứa hẹn sẽ được áp dụng trong:

• Thu hoạch và xử lý nông sản dễ vỡ như trái cây, rau củ.
• Đóng gói các kiện hàng có hình dạng không đồng nhất.
• Hỗ trợ robot học các kỹ năng khéo léo trực tiếp từ con người thông qua trí tuệ nhân tạo.

Nhà nghiên cứu Đổng Hội Húc nhấn mạnh: “Chúng tôi đã chuyển đổi mô hình từ ‘tránh biến dạng’ sang ‘tận dụng biến dạng’, mở ra khả năng cầm nắm an toàn mà không mất đi cảm giác.”