acecook

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
mca
Tin bài khác
Formosa Smart Energy đang đóng góp vào giảm phát thải carbon và kinh tế tuần hoàn như thế nào?

Formosa Smart Energy đang đóng góp vào giảm phát thải carbon và kinh tế tuần hoàn như thế nào?

Tại Tuần lễ Năng lượng Thông minh Quốc tế Đài Loan (Energy Taiwan 2025) và Triển lãm Phát triển Bền vững Đài Loan (Net-Zero Taiwan) do TAITRA và GESA (thuộc SEMI) đồng tổ chức, Formosa Smart Energy (FSE) - thành viên của Tập đoàn Formosa Plastics đã cho thấy khả năng đóng góp vào mục tiêu giảm phát thải CO₂ và xây dựng nền kinh tế tuần hoàn.
Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Các nhà khoa học tại Đại học Nankai (Trung Quốc) vừa công bố một bước đột phá trong công nghệ pin lithium kim loại, mở ra triển vọng cho các xe điện thế hệ mới với tuổi thọ bền bỉ, độ an toàn cao và hiệu suất vượt trội. Nhờ gel điện giải eutectic fluor hóa (DEGE), nhóm nghiên cứu đã khắc phục đồng thời ba điểm yếu cố hữu của pin lithium: giao diện không ổn định, hình thành gai lithium và rủi ro nhiệt.
Sản phẩm công nghệ thông minh khẳng định vị thế doanh nghiệp Việt

Sản phẩm công nghệ thông minh khẳng định vị thế doanh nghiệp Việt

Trong khuôn khổ Hội chợ Mùa thu 2025, các thiết bị khoa học và sáng chế công nghệ thông minh đóng vai trò quan trọng, thể hiện cam kết của Việt Nam trong việc thúc đẩy đổi mới sáng tạo và phát triển bền vững.
Các nhà mạng bảo đảm thông tin liên lạc thông suốt giữa "rốn lũ" miền Trung

Các nhà mạng bảo đảm thông tin liên lạc thông suốt giữa "rốn lũ" miền Trung

Mưa lũ dữ dội bao trùm miền Trung những ngày qua không chỉ gây thiệt hại lớn về tài sản, hạ tầng mà còn đe dọa hệ thống thông tin liên lạc. Trước thử thách đó, các nhà mạng lớn như Viettel, VNPT và MobiFone đã đồng loạt kích hoạt phương án ứng cứu, dốc toàn lực bảo vệ mạng lưới, bảo đảm "mạch máu thông tin" không bị gián đoạn giữa vùng tâm lũ.
Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế: Điểm sáng công nghệ, mở đường cho hợp tác Việt - Trung

Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế: Điểm sáng công nghệ, mở đường cho hợp tác Việt - Trung

Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế vừa qua đã khép lại với những con số ấn tượng, khẳng định vị thế là một sự kiện quan trọng của ngành. Với quy mô 250.000m², sự kiện đã thu hút sự tham gia của 2.500 doanh nghiệp, trở thành một sàn diễn công nghệ quy mô lớn.
Thị trường chứng khoán ngày 31/10: Cổ phiếu “họ Vin” tiếp tục bị bán mạnh, VN Index “sập” gần 30 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 31/10: Cổ phiếu “họ Vin” tiếp tục bị bán mạnh, VN Index “sập” gần 30 điểm

Phiên cuối tháng 10 biến động mạnh khi VN Index giảm 29,92 điểm xuống 1.639,65 điểm. Chỉ số bị “đánh sập” chủ yếu bởi các cổ phiếu họ Vin và áp lực từ nhóm tài chính. Dòng tiền vẫn ở lại với thị trường nhưng phân hóa mạnh, khiến tâm lý nhà đầu tư thận trọng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 01/11/2025: Tuổi Tuất một ngày may mắn, Tuổi Dậu có dấu hiệu chững lại

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 01/11/2025: Tuổi Tuất một ngày may mắn, Tuổi Dậu có dấu hiệu chững lại

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 01/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
AI trong sản xuất: Giá trị lớn nhất không nằm ở ROI

AI trong sản xuất: Giá trị lớn nhất không nằm ở ROI

Trong bối cảnh sản xuất đang chuyển mình mạnh mẽ, trí tuệ nhân tạo (AI) thường được nhắc đến như “chìa khóa tiết kiệm chi phí” hay “động lực tối ưu hóa quy trình”. Tuy nhiên, việc chỉ đánh giá AI dựa trên lợi tức đầu tư (ROI) ngắn hạn lại là một góc nhìn hạn hẹp. Giá trị thực sự của AI nằm ở khả năng định hình lại văn hóa vận hành, củng cố sự nhất quán trong quy trình và trao quyền cho con người, những yếu tố tạo ra lợi thế cạnh tranh bền vững hơn rất nhiều so với con số tiết kiệm chi phí tức thời.
Sáng chế độc quyền Robot cạo mủ cao su giúp tăng năng suất và giảm tối đa sức lao động

Sáng chế độc quyền Robot cạo mủ cao su giúp tăng năng suất và giảm tối đa sức lao động

Sản phẩm Robot cạo mủ cao su do người Việt Nam làm chủ đã được nghiên cứu chế tạo, thử nghiệm, đưa vào ứng dụng thực tế tại Tổng công ty Cao su Đồng Nai.
Nhận định phiên giao dịch ngày 31/10: Cơ cấu, tiếp tục bán ra các cổ phiếu có tín hiệu suy yếu

Nhận định phiên giao dịch ngày 31/10: Cơ cấu, tiếp tục bán ra các cổ phiếu có tín hiệu suy yếu

Thị trường chứng khoán Việt Nam ngày 30/10 giảm mạnh khi áp lực bán gia tăng ở nhóm vốn hóa lớn, kéo VN-Index mất gần 17 điểm và rơi xuống dưới mốc 1.700. Trong bối cảnh thanh khoản yếu và xu hướng chưa rõ ràng, các chuyên gia khuyến nghị nhà đầu tư nên tranh thủ nhịp hồi kỹ thuật để cơ cấu danh mục, tiếp tục bán ra các cổ phiếu có tín hiệu suy yếu nhằm đưa tỷ trọng về mức an toàn.
song-gia-tri