timtos

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
Bài liên quan
trien-lam-quoc-te
Tin bài khác
Robot hình người giúp phát triển mô gân người, mở ra tiềm năng cho y học và công nghệ

Robot hình người giúp phát triển mô gân người, mở ra tiềm năng cho y học và công nghệ

Nghiên cứu mới sử dụng robot hình người để phát triển mô gân người, không chỉ hứa hẹn nâng cao chất lượng các ca cấy ghép mà còn thúc đẩy sự phát triển của những robot thực tế và linh hoạt hơn trong tương lai.
Nhận định phiên giao dịch ngày 7/3: Có thể chinh phục mốc 1.320 điểm?

Nhận định phiên giao dịch ngày 7/3: Có thể chinh phục mốc 1.320 điểm?

Chỉ số có khả năng chạm lại vùng 1.320 điểm trong phiên giao dịch ngày 7/3, nhưng đây cũng là vùng cản tâm lý quan trọng với áp lực bán có thể gia tăng. Nhà đầu tư cần theo dõi sát diễn biến thị trường và điều chỉnh chiến lược phù hợp. Trong bối cảnh thị trường đang ở vùng quá mua, việc chốt lời một phần với các cổ phiếu tăng mạnh được khuyến nghị.
Doanh nhân nữ cần được phá bỏ rào cản, trở ngại

Doanh nhân nữ cần được phá bỏ rào cản, trở ngại

Cộng đồng nữ doanh nhân đang góp phần định hình tương lai kinh tế Việt Nam, nhưng nhiều người trong số họ vẫn phải đối mặt với thách thức đáng kể do thiếu đào tạo và nguồn lực tài chính, cũng như định kiến giới vẫn tồn tại.
Thị trường chứng khoán ngày 6/3: Thị trường hồi phục mạnh, cổ phiếu VIX tỏa sáng

Thị trường chứng khoán ngày 6/3: Thị trường hồi phục mạnh, cổ phiếu VIX tỏa sáng

Thị trường chứng kiến sự lạc quan trở lại của nhà đầu tư khi chỉ số tăng mạnh, áp sát vùng 1.320 điểm. Đặc biệt là khi khối ngoại quay đầu mua ròng và dòng tiền nội địa tiếp tục duy trì ở mức cao. Sự hồi phục của các nhóm ngành trọng điểm như ngân hàng, chứng khoán và bất động sản là tín hiệu tích cực cho nhà đầu tư. Trong đó, cổ phiếu VIX là tâm điểm khi tăng trần với hơn 113 triệu đơn vị khớp lệnh.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/3/2025: Tuổi Mùi sự nghiệp thuận lợi, tuổi Tý tin vui tài lộc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 7/3/2025: Tuổi Mùi sự nghiệp thuận lợi, tuổi Tý tin vui tài lộc

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 7/3/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường bộ điều khiển lưu lượng khối tăng trưởng 6,3% mỗi năm

Thị trường bộ điều khiển lưu lượng khối tăng trưởng 6,3% mỗi năm

Thị trường toàn cầu cho bộ điều khiển lưu lượng khối (mass-flow controllers) dự kiến sẽ đạt trên 2,0 tỷ USD vào năm 2029.
Trường Đại học Điện lực - Nâng tầm tri thức, kiến tạo tương lai

Trường Đại học Điện lực - Nâng tầm tri thức, kiến tạo tương lai

Trường Đại học Điện lực (EPU) là một cơ sở giáo dục công lập đa ngành, tiên phong trong đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao và nghiên cứu khoa học, đặc biệt trong lĩnh vực năng lượng. Với sứ mệnh đóng góp vào sự phát triển đất nước và hội nhập quốc tế, nhà trường không ngừng đổi mới để trở thành một trường đại học ứng dụng hàng đầu Việt Nam.
Thúc đẩy hiệu suất sản xuất: Giá trị của IIoT và các ứng dụng kết nối

Thúc đẩy hiệu suất sản xuất: Giá trị của IIoT và các ứng dụng kết nối

Bằng cách giám sát liên tục thiết bị và quy trình sản xuất, các nhà sản xuất có thể phát hiện bất thường, dự đoán hỏng hóc thiết bị và thực hiện các biện pháp khắc phục trước khi sự cố leo thang.
Nhận định phiên giao dịch ngày 6/3: Cơ hội gom hàng trước nhịp tăng mới?

Nhận định phiên giao dịch ngày 6/3: Cơ hội gom hàng trước nhịp tăng mới?

Phiên giao dịch ngày 5/3 đã kết thúc với sự điều chỉnh mạnh của VN Index, giảm về mức 1.303 điểm sau khi chạm đỉnh 1.319,52 điểm. Đây là dấu hiệu cho thấy thị trường có thể đang hoàn tất giai đoạn tích lũy và chuẩn bị cho nhịp tăng tiếp theo. Dựa trên diễn biến gần đây, phiên ngày 6/3 có khả năng sẽ tiếp tục điều chỉnh nhẹ, nhưng vẫn trong vùng an toàn và tạo cơ hội tốt để gom hàng cho những tài khoản có tỷ lệ tiền mặt cao.
Năm 2025, bố trí ít nhất 3% ngân sách cho phát triển khoa học, công nghệ, chuyển đổi số

Năm 2025, bố trí ít nhất 3% ngân sách cho phát triển khoa học, công nghệ, chuyển đổi số

Đó là một trong những nội dung chỉ đạo của Tổng Bí thư Tô Lâm, trong phiên họp thứ hai của Ban Chỉ đạo Trung ương, chiều 04/03.
Quảng cáo
qc-may-tinh