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
Đổi mới sáng tạo mở: Nhịp cầu hợp tác mới giữa startup Việt Nam và doanh nghiệp Nhật Bản

Đổi mới sáng tạo mở: Nhịp cầu hợp tác mới giữa startup Việt Nam và doanh nghiệp Nhật Bản

Trong bối cảnh Việt Nam - Nhật Bản tăng cường hợp tác chiến lược, đổi mới sáng tạo mở đang trở thành cầu nối giúp doanh nghiệp hai nước kết nối bài toán thực tế với giải pháp công nghệ từ startup, tạo động lực cho những mô hình hợp tác mới.
Thị trường chứng khoán ngày 12/12: Bán tháo trên diện rộng, VN Index bốc hơi hơn 52 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 12/12: Bán tháo trên diện rộng, VN Index bốc hơi hơn 52 điểm

Thị trường chứng kiến cú giảm sốc khi VN Index lao dốc hơn 52 điểm với gần 300 mã mất điểm, trong đó có 31 mã nằm sàn. Dòng tiền tháo chạy khỏi các nhóm dẫn dắt, khối ngoại tiếp tục bán ròng, trong khi áp lực giải chấp và tâm lý hoảng loạn khiến rủi ro điều chỉnh vẫn hiện hữu.
Quốc hội thông qua Luật Công nghệ cao (sửa đổi)

Quốc hội thông qua Luật Công nghệ cao (sửa đổi)

Chiều ngày 10/12/2025, tiếp tục Chương trình kỳ họp thứ 10, Quốc hội khóa XV, với 437/441 đại biểu có mặt tán thành (chiếm 92,39%), Quốc hội đã thông qua Luật Công nghệ cao (sửa đổi).
Bảo mật biên: “Lá chắn” mới cho tòa nhà thông minh trước làn sóng tấn công mạng

Bảo mật biên: “Lá chắn” mới cho tòa nhà thông minh trước làn sóng tấn công mạng

Sự bùng nổ của IoT đang giúp các tòa nhà thông minh trở nên tiện nghi, tự động hóa hơn bao giờ hết. Nhưng song song với đó, bề mặt tấn công mạng cũng mở rộng mạnh mẽ, đẩy các hệ thống quản lý tòa nhà vào tình thế rủi ro cao chưa từng có. Khi hàng trăm nghìn thiết bị kết nối liên tục gửi dữ liệu lên đám mây, vấn đề bảo mật không còn là lựa chọn nâng cấp mà trở thành nền tảng bắt buộc để duy trì an toàn, vận hành ổn định và bảo vệ quyền riêng tư.
Nhận định phiên giao dịch ngày 12/12: Hạn chế mở thêm vị thế mua mới

Nhận định phiên giao dịch ngày 12/12: Hạn chế mở thêm vị thế mua mới

Thị trường tiếp tục suy yếu trong phiên 11/12 khi VN-Index giảm phiên thứ ba liên tiếp và rơi xuống dưới mốc 1.700 điểm. Thanh khoản thấp nhất trong 7 tháng cho thấy dòng tiền đang thận trọng, chưa xác nhận xu hướng bán tháo. Trong bối cảnh các tín hiệu kỹ thuật chưa cải thiện, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư hạn chế mở thêm vị thế mua mới và chờ VN-Index kiểm định vùng hỗ trợ 1.680 điểm.
Tăng cường năng lực công nghệ cho doanh nghiệp thông qua Luật Chuyển giao công nghệ sửa đổi

Tăng cường năng lực công nghệ cho doanh nghiệp thông qua Luật Chuyển giao công nghệ sửa đổi

Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Chuyển giao công nghệ hướng tới mục tiêu xây dựng thị trường công nghệ hiện đại, minh bạch và hiệu quả; thúc đẩy doanh nghiệp đổi mới sáng tạo, nâng cao năng lực công nghệ và tăng sức cạnh tranh trong bối cảnh toàn cầu hóa và chuyển đổi số.
Số hóa di sản

Số hóa di sản

Điểm mới nổi bật của Nghị định 308 là đẩy mạnh số hóa di sản, thích ứng với yêu cầu của công cuộc chuyển đổi số quốc gia, góp phần bảo tồn và phát huy giá trị di sản trong giai đoạn mới.
Quốc hội thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo: Hoàn thiện hành lang pháp lý cho kỷ nguyên số

Quốc hội thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo: Hoàn thiện hành lang pháp lý cho kỷ nguyên số

Chiều ngày 10/12, tiếp tục chương trình Kỳ họp thứ 10, Quốc hội khóa XV, Quốc hội đã chính thức thông qua Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) với 429/434 đại biểu tham dự (90.70%) biểu quyết tán thành. Luật Trí tuệ nhân tạo (AI) có hiệu lực từ ngày 01/3/2026, là đạo luật đầu tiên của Việt Nam điều chỉnh toàn diện về phát triển, ứng dụng và quản trị AI.
Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265: Các địa phương triển khai mô hình tăng trưởng mới

Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265: Các địa phương triển khai mô hình tăng trưởng mới

Ngày 10/12/2025 tại Gia Lai, Bộ Khoa học và Công nghệ đã tổ chức Hội nghị toàn quốc triển khai Nghị định 265/2025/NĐ-CP và hướng dẫn xây dựng kế hoạch, dự toán ngân sách nhà nước cho lĩnh vực khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số (KHCN,ĐMST&CĐS).
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/12/2025: Tuổi Tuất mắc sai lầm, tuổi Dần nhiều tin tức tốt

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/12/2025: Tuổi Tuất mắc sai lầm, tuổi Dần nhiều tin tức tốt

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 12/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri