Cách thức phát hiện mùi của tằm bướm có thể cải thiện công nghệ robot

Kỹ thuật robot
23/10/2024 14:59
Các nhà nghiên cứu từ Nhật Bản khám phá cách loài tằm bướm thuần hóa, không bay được (Bombyx mori), một mô hình côn trùng nổi bật trong nghiên cứu về khứu giác, sử dụng việc vỗ cánh để điều chỉnh luồng khí, giúp tăng cường khả năng phát hiện pheromone từ xa.
aa

Những phát hiện này làm sáng tỏ cách loài bướm dẫn pheromone (chất được tiết ra từ cơ thể như tín hiệu hóa học giữa các cá thể cùng loài) đến các cảm biến mùi trên râu, đồng thời gợi ý các ứng dụng tiềm năng trong việc thiết kế hệ thống robot tiên tiến nhằm định vị nguồn phát ra mùi.

Điều này có thể truyền cảm hứng cho những đổi mới trong thiết kế máy bay không người lái và cung cấp các hướng dẫn thiết kế cho robot trong việc định vị các nguồn mùi.

Tằm bướm (Bombyx mori) là một loài côn trùng đã mất khả năng bay do thuần hóa. Con đực sử dụng râu để phát hiện pheromone do con cái tiết ra và phản ứng rất nhạy bén và đã được sử dụng làm mô hình côn trùng để nghiên cứu về cách định vị nguồn mùi.

Côn trùng bay vỗ cánh khi chúng bay và tằm bướm cũng được biết đến với hành động vỗ cánh (được gọi là fanning) khi chúng phát hiện pheromone, mặc dù chúng không bay.

Cách thức phát hiện mùi của tằm bướm có thể cải thiện công nghệ robot

Khi các phân tử pheromone di chuyển trong không gian, luồng khí tạo ra từ việc vỗ cánh chắc chắn có tác động mạnh đến việc phát hiện mùi. Tuy nhiên, tác động cụ thể của hành động vỗ cánh này vẫn chưa được biết một cách định lượng.

Để giải quyết câu hỏi này, một nhóm các nhà khoa học do Tiến sĩ Toshiyuki Nakata từ Trường Kỹ thuật, Đại học Chiba dẫn đầu, đã nghiên cứu cách B. mori phát hiện pheromone.

Tiến sĩ Nakata giải thích về lý do thực hiện nghiên cứu này: “Chúng tôi hiểu rằng tằm bướm phát hiện pheromone bằng cách vỗ cánh để tạo ra các luồng khí xung quanh chúng. Tuy nhiên, tác động chính xác của việc vỗ cánh lên khả năng định vị nguồn mùi của bướm vẫn chưa rõ ràng.”

Nhóm nghiên cứu bao gồm đồng tác giả đầu tiên Daigo Terutsuki từ Khoa Khoa học và Công nghệ Dệt may, Đại học Shinshu; Chihiro Fukui từ Trường Khoa học & Kỹ thuật, Đại học Chiba; Ryohei Kanzaki từ Trung tâm Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ Tiên tiến, Đại học Tokyo; và Hao Liu từ Trường Kỹ thuật, Đại học Chiba.

Nghiên cứu của họ về: Thể tích lấy mẫu khứu giác để thu nhận pheromone bằng cách vỗ cánh của tằm bướm. Đây là một nghiên cứu dựa trên mô phỏng, được xuất bản trong Tập 14 của Scientific Reports, sử dụng kỹ thuật đo hình ảnh tốc độ cao – một kỹ thuật sử dụng các máy quay tốc độ cao để ghi lại và tái tạo chuyển động và hình học của các đối tượng – để phân tích tính toán các hệ quả khí động học của chuyển động cánh của B. mori.

Các nhà nghiên cứu đã ghi lại chi tiết các chuyển động cánh khi vỗ và xây dựng một mô hình tính toán chi tiết về côn trùng và luồng không khí xung quanh.

Sử dụng dữ liệu mô phỏng, họ đã tính toán chuyển động của các hạt giống như phân tử pheromone xung quanh tằm bướm đang vỗ cánh.

Một trong những phát hiện quan trọng của nghiên cứu là B. mori chỉ lấy mẫu pheromone có chọn lọc từ phía trước. Con bướm quét không gian bằng cách xoay cơ thể trong khi vỗ cánh để tìm nguồn phát ra pheromone.

Việc lấy mẫu pheromone theo hướng này đặc biệt hữu ích khi tìm kiếm nguồn mùi, vì bướm có thể xác định hướng của luồng mùi ngay khi phát hiện pheromone.

Không cần nói, các tác động của nghiên cứu này vượt xa nghiên cứu về côn trùng. Những hiểu biết thu được từ cách B. mori điều khiển luồng không khí có thể dẫn đến những tiến bộ trong công nghệ định vị nguồn mùi của robot.

Một nhóm do Tiến sĩ Daigo Terutsuki dẫn đầu đang phát triển máy bay không người lái được trang bị râu côn trùng để phát hiện mùi, với các ứng dụng tiềm năng như tìm kiếm người trong các tình huống khẩn cấp.

Tiến sĩ Nakata cho biết: “Những phát hiện từ nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tạo ra luồng không khí có hướng khi tìm kiếm nguồn mùi bằng robot bay.

"Điều này đòi hỏi phải điều chỉnh cẩn thận hướng của máy bay không người lái và cấu hình của cánh quạt và cảm biến mùi để tối ưu hóa khả năng phát hiện."

Hơn nữa, nghiên cứu này nhấn mạnh nhu cầu nghiên cứu tương lai cần xem xét các yếu tố môi trường như sự nhiễu loạn của luồng không khí và cấu trúc của râu, những yếu tố cũng ảnh hưởng đến việc phát hiện mùi.

Tiến sĩ Nakata cho biết: Hiện tại, robot chủ yếu dựa vào cảm biến thị giác và thính giác để điều hướng. Tuy nhiên, như những gì đã được chứng minh qua các chú chó cứu hộ, việc sử dụng khứu giác có thể rất hiệu quả trong việc tìm kiếm người.

Mặc dù việc áp dụng khứu giác trong robot vẫn còn ở giai đoạn đầu, nhưng nghiên cứu này có thể giúp phát triển những robot tìm kiếm nguồn mùi hiệu quả trong các tình huống thảm họa.

Tóm lại, nghiên cứu này không chỉ nâng cao hiểu biết của chúng ta về chiến lược phát hiện mùi của côn trùng mà còn cung cấp các nguyên tắc thiết kế quý giá cho thế hệ robot bay phát hiện mùi trong tương lai.

Minh Thành (Theo Robotics & Automation News)

tudonghoangaynay.vn
qc-go
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/10/2024: Tuổi Mão dễ phát tài, tuổi Thân xảy ra tranh cãi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/10/2024: Tuổi Mão dễ phát tài, tuổi Thân xảy ra tranh cãi

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 24/10/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Intel ra mắt chip máy tính để bàn Core Ultra 200S

Intel ra mắt chip máy tính để bàn Core Ultra 200S

Thế hệ chip mới của Intel mang đến những cải tiến khiêm tốn về hiệu suất nhưng có cung cấp những tiến bộ lớn hơn nhiều về hiệu quả điện năng.
Công nghệ số: Động lực tăng trưởng mới của TP. Hồ Chí Minh

Công nghệ số: Động lực tăng trưởng mới của TP. Hồ Chí Minh

Ngày 22/10/2024, Sở Thông tin & Truyền thông Hồ Chí Minh phối hợp với Hội Tin học Thành phố (HCA) cùng các đơn vị, tổ chức, đoàn thể đã tổ chức Tuần lễ Chuyển đổi số Thành phố Hồ Chí Minh năm 2024 với chủ đề “Công nghệ số - Động lực tăng trưởng mới của Thành phố Hồ Chí Minh”.
Phát huy nội lực, tăng cường hợp tác quốc tế đẩy mạnh ngành công nghiệp Halal Việt Nam

Phát huy nội lực, tăng cường hợp tác quốc tế đẩy mạnh ngành công nghiệp Halal Việt Nam

Chiều 22/10, tại Hà Nội, Thủ tướng Phạm Minh Chính dự phiên toàn thể Hội nghị phát huy nội lực, tăng cường hợp tác quốc tế để đẩy mạnh phát triển ngành Halal Việt Nam do Bộ Ngoại giao, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Khoa học và Công nghệ phối hợp tổ chức.
Công ty tài chính hiếm hoi trên sàn tiếp tục lỗ đậm, tỷ lệ nợ xấu giảm

Công ty tài chính hiếm hoi trên sàn tiếp tục lỗ đậm, tỷ lệ nợ xấu giảm

Công ty Tài chính Cổ phần Tín Việt (VietCredit, UPCoM: TIN) tiếp tục thua lỗ đậm trong quý III và cả 9 tháng đầu năm 2024. Đáng chú ý, dư nợ cho vay khách hàng giảm, tổng nợ xấu giảm kéo tỷ lệ nợ xấu tại VietCredit giảm từ mức 18,47% đầu năm xuống còn 13,69%.
Denso xây dựng cơ sở "vận hành 24 giờ không người" tại Nhật Bản

Denso xây dựng cơ sở "vận hành 24 giờ không người" tại Nhật Bản

Gã khổng lồ trong ngành linh kiện ô tô Nhật Bản, Denso, thông báo sẽ xây dựng một cơ sở "vận hành 24 giờ không người" mới tại thành phố Nishio, tỉnh Aichi, bằng cách mở rộng khu vực nhà máy Zenmyo của mình.
Nhận định chứng khoán ngày 23/10: Các nhóm ngành cơ bản có thể phục hồi

Nhận định chứng khoán ngày 23/10: Các nhóm ngành cơ bản có thể phục hồi

Phiên ngày 22/10, thị trường chịu áp lực bán mạnh nhưng dòng tiền bắt đáy cũng đã xuất hiện vào cuối phiên. Trong những phiên tới, khả năng thị trường sẽ phân hóa mạnh hơn, dòng tiền rút khỏi nhóm ngân hàng và chuyển sang các nhóm ngành cơ bản. Điều này có thể tạo cơ hội cho những ngành như tiêu dùng, năng lượng và vật liệu xây dựng phục hồi.
Một "ông lớn" ngành bảo hiểm nhân thọ đang nắm vốn cùng lúc tại 3 ngân hàng

Một "ông lớn" ngành bảo hiểm nhân thọ đang nắm vốn cùng lúc tại 3 ngân hàng

Hiện tại, Prudential Việt Nam - "ông lớn" ngành bảo hiểm nhân thọ đang nắm giữ tổng cộng khoảng 190 triệu cổ phần của 3 ngân hàng lớn là VietinBank, MBBank và ACB.
Vì sao Than Cao Sơn lỗ gần 43 tỷ đồng trong quý III?

Vì sao Than Cao Sơn lỗ gần 43 tỷ đồng trong quý III?

Trong báo cáo tài chính quý III/2024, Công ty Cổ phần Than Cao Sơn - TKV (UPCoM: CST) đã ghi nhận doanh thu giảm 17% so với cùng kỳ, chỉ đạt 1.782 tỷ đồng, do sản lượng tiêu thụ than giảm 211.385 tấn.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/10/2024: Tuổi Dậu tin vui đoàn tụ, tuổi Thân tin vui về chuyện tình cảm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/10/2024: Tuổi Dậu tin vui đoàn tụ, tuổi Thân tin vui về chuyện tình cảm

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 23/10/2024 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...