FlexiRay, bàn tay robot mềm dẻo của Đại học Chiết Giang, có khả năng cảm nhận lực, nhiệt độ và hình dạng vật thể giống như con người, hứa hẹn thay đổi cách robot thực hiện các nhiệm vụ tinh vi.

FlexiRay – Bàn tay robot cảm giác đa giác quan

Nhóm nghiên cứu do tiến sĩ Đổng Hội Húc dẫn đầu đã công bố FlexiRay trên tạp chí Nature Communications. Thiết bị này không chỉ khắc phục “điểm mù” của các cảm biến hiện có mà còn mang lại khả năng nhận biết đa giác quan chỉ bằng một camera duy nhất.

Vấn đề hiện tại của các bàn tay robot

Hầu hết các bàn tay robot ngày nay dựa vào cảm biến thị giác‑xúc giác: camera nhỏ được nhúng trong ngón tay để chụp ảnh biến dạng bề mặt. Tuy nhiên, để camera hoạt động tốt, các bộ phận phải cứng, làm giảm độ linh hoạt khi cầm nắm vật thể dễ vỡ hoặc có hình dạng phức tạp. Khi ngón tay cong, tầm nhìn của camera thường bị che khuất, tạo ra “điểm mù” – một rào cản lớn cho các ứng dụng tự động hoá tinh tế.

Công nghệ đa gương và hiệu ứng Fin Ray

FlexiRay lấy cảm hứng từ hiệu ứng vây cá (Fin Ray Effect) – cấu trúc cho phép các sợi mềm tự động ôm lấy vật thể khi tiếp xúc. Bàn tay này được trang bị hệ thống quang học “đa gương” bên trong. Khi ngón tay bị biến dạng (cong, xoắn), các gương tự động điều chỉnh để camera “nhìn quanh” các góc khuất, duy trì tầm nhìn liên tục ngay cả khi nắm chặt vật thể bất định hình.

Khả năng cảm nhận đa giác quan

Nhờ lớp “da” đa lớp có khả năng thay đổi màu sắc theo nhiệt độ và phản chiếu ánh sáng, FlexiRay có thể tái tạo năm giác quan con người:

• Lực: đo áp lực tiếp xúc.
• Vị trí tiếp xúc: xác định điểm chạm chính xác.
• Độ nhám, kết cấu bề mặt: nhận biết đặc tính vật liệu.
• Nhiệt độ: phát hiện sự thay đổi nhiệt độ của vật thể.
• Vị trí không gian của chính nó: tự định vị trong môi trường ba chiều.

Kết hợp với thuật toán học sâu, FlexiRay đã đạt độ phủ cảm biến trên 90% ngay cả khi ngón tay bị biến dạng lớn – một con số ấn tượng so với các giải pháp truyền thống.

Tiềm năng ứng dụng trong tương lai

Những khả năng này mở ra nhiều hướng ứng dụng thực tiễn:

1. Thu thập và xử lý nông sản dễ dập nát như trái cây, rau củ mà không gây hư hỏng.
2. Đóng gói các kiện hàng không đồng đều, giảm thiểu lỗi trong dây chuyền logistics.
3. Tích hợp với trí tuệ nhân tạo để robot học các kỹ năng khéo léo trực tiếp từ con người, ví dụ như gấp giấy, lắp ráp linh kiện nhạy cảm.

Như ông Đổng nhấn mạnh, “Thành tựu đáng chú ý nhất của chúng tôi là chuyển đổi mô hình từ ‘tránh biến dạng’ sang ‘tận dụng biến dạng’, cho phép robot cầm nắm an toàn mà không hy sinh khả năng cảm nhận.”

Kết luận

FlexiRay không chỉ là một bước tiến công nghệ mà còn là minh chứng cho việc kết hợp vật liệu thông minh, quang học đa gương và AI có thể mang lại “cảm giác” cho robot. Bạn nghĩ công nghệ này sẽ thay đổi ngành công nghiệp nào nhất? Hãy chia sẻ ý kiến và theo dõi chúng tôi để cập nhật những đột phá mới nhất trong lĩnh vực robot học.