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
dai-hoi-dang
Tin bài khác
Tư duy chiến lược mới trong Báo cáo do Tổng Bí thư Tô Lâm trình Đại hội XIV của Đảng

Tư duy chiến lược mới trong Báo cáo do Tổng Bí thư Tô Lâm trình Đại hội XIV của Đảng

Báo cáo do Tổng Bí thư Tô Lâm trình Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng mang nhiều dấu ấn đặc biệt, trong đó đáng chú ý nhất là dấu ấn của một tư duy chiến lược mới, không chỉ nhằm dẫn dắt nhiệm kỳ 2026–2030, mà còn định hình con đường phát triển của đất nước trong một giai đoạn dài hạn hơn - giai đoạn mà Việt Nam đang cháy bỏng khát vọng phát triển mạnh mẽ và bền vững hơn.
Siemens, Humanoid thử nghiệm thành công robot hình người tại nhà máy điện tử

Siemens, Humanoid thử nghiệm thành công robot hình người tại nhà máy điện tử

Siemens cùng Công ty robot Humanoid đã thử nghiệm thành công robot hình người tại nhà máy điện tử Erlangen (Đức), đánh dấu bước đi đầu tiên trong việc đưa loại robot này vào tự động hóa các tác vụ lặp lại trong môi trường sản xuất thực tế.
Tuần phim kỷ niệm 80 năm Tổng tuyển cử đầu tiên: Chào mừng Đại hội XIV của Đảng

Tuần phim kỷ niệm 80 năm Tổng tuyển cử đầu tiên: Chào mừng Đại hội XIV của Đảng

Từ ngày 17 đến 23/1, Tuần phim Kỷ niệm 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam và chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng sẽ diễn ra tại tỉnh Bắc Ninh, giới thiệu tới công chúng nhiều tác phẩm điện ảnh có giá trị tư tưởng, nghệ thuật cao, sức lan tỏa xã hội rộng rãi.
Sao Khuê 2026: Định hình bản đồ giải pháp số cho kỷ nguyên phát triển mới

Sao Khuê 2026: Định hình bản đồ giải pháp số cho kỷ nguyên phát triển mới

Ngày 20/1, tại Hà Nội, Hiệp hội Phần mềm và Dịch vụ Công nghệ thông tin (CNTT) Việt Nam (VINASA) chính thức phát động Giải thưởng Sao Khuê 2026 - giải thưởng lâu đời, uy tín nhất dành cho các sản phẩm, giải pháp số tại Việt Nam.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/1/2026: Tuổi Tý nhiều vướng mắc, tuổi Thìn nhiều điều thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/1/2026: Tuổi Tý nhiều vướng mắc, tuổi Thìn nhiều điều thuận lợi

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 21/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 20/1: Áp lực chốt lời tại vùng đỉnh khiến VN Index chưa thể vượt lại mốc 1.900 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 20/1: Áp lực chốt lời tại vùng đỉnh khiến VN Index chưa thể vượt lại mốc 1.900 điểm

Thị trường khởi đầu tích cực khi VN Index vượt mốc 1.900 điểm, song áp lực chốt lời vùng đỉnh nhanh chóng gia tăng khiến chỉ số rung lắc mạnh và quay đầu giảm nhẹ vào cuối phiên. Thanh khoản duy trì ở mức cao cho thấy dòng tiền vẫn hiện diện nhưng tâm lý thận trọng đang chiếm ưu thế.
TÜV SÜD trao chứng nhận quốc tế cho các dòng sản phẩm chiếu sáng chủ lực của Rạng Đông

TÜV SÜD trao chứng nhận quốc tế cho các dòng sản phẩm chiếu sáng chủ lực của Rạng Đông

Ngày 20/1/2026, Công ty Cổ phần Bóng đèn Phích nước Rạng Đông đã chính thức được TÜV SÜD - tổ chức thử nghiệm, giám định và chứng nhận quốc tế cấp các chứng nhận an toàn và chất lượng theo tiêu chuẩn châu Âu và toàn cầu cho các dòng sản phẩm chiếu sáng và linh kiện điện tử chủ lực.
Khai mạc trọng thể Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng

Khai mạc trọng thể Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng

Sáng ngày 20/1, Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng khai mạc trọng thể tại Trung tâm Hội nghị quốc gia (Hà Nội), với sự tham dự của 1.586 đại biểu, đại diện cho hơn 5,6 triệu đảng viên trong toàn Đảng.
Nhận định phiên giao dịch ngày 20/1: Duy trì vị thế nắm giữ

Nhận định phiên giao dịch ngày 20/1: Duy trì vị thế nắm giữ

Thị trường chứng khoán tiếp tục duy trì sắc xanh trong phiên đầu tuần, với lực kéo từ nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn. Tuy nhiên thanh khoản ở mức thấp phản ánh tâm lý thận trọng, khiến tín hiệu mở vị thế mới chưa được củng cố. Trong bối cảnh chỉ số đang hướng về vùng kháng cự mạnh, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư duy trì vị thế nắm giữ.
Những

Những 'đột phá' chiến lược từ Đại hội XIV của Đảng: Chìa khóa để Việt Nam phát triển nhanh, bền vững và bao trùm

Đại hội XIV của Đảng được kỳ vọng sẽ tạo ra những chuyển động mang tính bước ngoặt cho sự phát triển đất nước trong giai đoạn mới. Trước thềm Đại hội XIV, các chuyên gia, trí thức cho rằng, những đột phá về thể chế, khoa học - công nghệ, văn hóa và con người sẽ là chìa khóa để Việt Nam phát triển nhanh, bền vững và bao trùm, lấy hạnh phúc của Nhân dân làm thước đo.
song-gia-tri