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
trien-lam-quoc-te
Tin bài khác
Siêu vật liệu lưu trữ năng lượng nhiều hơn 160 lần, mở đường cho thế hệ robot thông minh mới

Siêu vật liệu lưu trữ năng lượng nhiều hơn 160 lần, mở đường cho thế hệ robot thông minh mới

Hiện, bước đột phá từ các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) đang đưa công nghệ lưu trữ năng lượng lên một tầm cao mới.
Nhận định phiên giao dịch ngày 04/4: Đà giảm vẫn chưa dừng lại

Nhận định phiên giao dịch ngày 04/4: Đà giảm vẫn chưa dừng lại

Dự báo trong phiên giao dịch ngày 4/4, VN Index có thể tiếp tục chịu áp lực bán mạnh, đặc biệt từ các lệnh margin call và hoạt động thanh lý tài khoản. Tuy nhiên, lực cầu bắt đáy có thể xuất hiện vào phiên chiều khi nhiều cổ phiếu đã chiết khấu sâu từ 10-15%.
Khám phá vũ trụ và nuôi dưỡng đam mê Thiên Văn qua sự kiện Astrotales

Khám phá vũ trụ và nuôi dưỡng đam mê Thiên Văn qua sự kiện Astrotales'2025

Astrotales 2025 là sự kiện phi lợi nhuận thường niên về Thiên văn học, được tổ chức bởi Câu lạc bộ Amstronomy – Câu lạc bộ Thiên văn học thuộc Trường THPT chuyên Hà Nội – Amsterdam.
Mỹ tuyên bố áp thuế 46%, Thủ tướng yêu cầu lập ngay tổ phản ứng nhanh

Mỹ tuyên bố áp thuế 46%, Thủ tướng yêu cầu lập ngay tổ phản ứng nhanh

Sáng 3/4, Thủ tướng Phạm Minh Chính chủ trì cuộc họp của Thường trực Chính phủ với các bộ, ngành nhằm đánh giá tình hình, thảo luận về các giải pháp trước mắt và lâu dài sau khi Mỹ tuyên bố mức áp thuế mới đối với hàng hóa nhập khẩu từ nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam.
Vươn mình trong hội nhập quốc tế

Vươn mình trong hội nhập quốc tế

Tạp chí Tự động hoá Ngày nay trân trọng giới thiệu toàn văn bài viết với tiêu đề "Vươn mình trong hội nhập quốc tế" của Giáo sư, Tiến sĩ, Đại tướng Tô Lâm - Tổng Bí thư Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/4/2025: Tuổi Mão bấp bênh, tuổi Thân cực may mắn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/4/2025: Tuổi Mão bấp bênh, tuổi Thân cực may mắn

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 4/4/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 03/4: Cơn địa chấn từ tin áp thuế, VN Index sụt giảm kỷ lục

Thị trường chứng khoán ngày 03/4: Cơn địa chấn từ tin áp thuế, VN Index sụt giảm kỷ lục

Ngày 3/4 sẽ đi vào lịch sử thị trường chứng khoán Việt Nam như một trong những phiên giao dịch đen tối nhất khi VN Index lao dốc không phanh, giảm tới 87,99 điểm (-6,68%). Cơn hoảng loạn bùng phát sau thông tin Mỹ áp thuế đối ứng đã khiến thị trường chìm trong "biển lửa" với 517 mã giảm giá, trong đó 282 mã chạm sàn.
Hàng nghìn học sinh trên cả nước tham gia thi thử tốt nghiệp THPT môn Toán

Hàng nghìn học sinh trên cả nước tham gia thi thử tốt nghiệp THPT môn Toán

Sáng ngày 2/4, Hệ thống thi thử tốt nghiệp THPT môn Toán trên nền tảng TNMATH chính thức khởi động. Ca thi đầu tiên lúc 8h sáng đã thu hút hàng nghìn học sinh lớp 12 trên cả nước tham gia với những kết quả bất ngờ.
Công nghệ đang hỗ trợ các tổ chức tài chính như thế nào?

Công nghệ đang hỗ trợ các tổ chức tài chính như thế nào?

Trong bối cảnh ngày nay, các tổ chức tài chính phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng về việc tuân thủ các quy định phức tạp khi áp dụng những tiến bộ công nghệ. Tuân thủ quy định là một phần quan trọng trong lĩnh vực ngân hàng, bảo hiểm, đầu tư, đảm bảo ổn định tài chính, bảo vệ khách hàng khỏi gian lận và các rủi ro pháp lý. Vì thế, Công nghệ đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp các tổ chức này quản lý tuân thủ hiệu quả hơn, giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa quy trình.
Phương án quy đổi xét tuyển Đại học Bách khoa Hà Nội có điểm gì mới và khác biệt?

Phương án quy đổi xét tuyển Đại học Bách khoa Hà Nội có điểm gì mới và khác biệt?

Liên quan đến vấn đề xét tuyển đại học năm 2025, PGS. Vũ Duy Hải, Trưởng Ban Tuyển sinh - Hướng nghiệp Đại học Bách khoa Hà Nội đã chia sẻ với Tạp chí Tự động hóa Ngày nay thông tin về phương án quy đổi điểm trúng tuyển tương đương giữa các phương thức, theo Quy chế Tuyển sinh đại học năm 2025 của Bộ GDĐT.
siement
Quảng cáo
moxa