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
50 FLASHES: Hành trình giàu cảm xúc xuyên qua 50 biểu tượng du lịch đặc sắc của TP. Hồ Chí Minh

50 FLASHES: Hành trình giàu cảm xúc xuyên qua 50 biểu tượng du lịch đặc sắc của TP. Hồ Chí Minh

Hướng tới cột mốc lịch sử 50 năm Ngày Giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước (30/4/1975 - 30/4/2025), ngành du lịch TP. Hồ Chí Minh đã khởi xướng chuỗi hoạt động truyền thông nhằm lan tỏa thông điệp hiếu khách, trẻ trung, sáng tạo và truyền cảm hứng góp phần khẳng định vị thế của một đô thị năng động, hội nhập và đậm bản sắc. Nổi bật là phim ngắn quảng bá du lịch “50 FLASHES” - một sản phẩm đột phá khi kết hợp tinh thần quảng bá du lịch với ngôn ngữ điện ảnh hiện đại và chiều sâu nghệ thuật.
Nhận định phiên giao dịch ngày 24/4: Khó tạo đột phá khi thanh khoản thấp

Nhận định phiên giao dịch ngày 24/4: Khó tạo đột phá khi thanh khoản thấp

Sau phiên phục hồi kỹ thuật với mẫu hình nến rút chân, VN Index được kỳ vọng tiếp tục duy trì đà tăng trong phiên 24/4. Tuy nhiên, thanh khoản sụt giảm mạnh cùng lực bán ròng nhẹ của khối ngoại cho thấy dòng tiền vẫn còn thận trọng. Về mặt kỹ thuật, vùng kháng cự 1.225 – 1.235 điểm sẽ là thử thách lớn nếu không có sự cải thiện đáng kể về thanh khoản.
Hơn 390 học sinh xuất sắc sẽ bước vào Lễ Vinh danh Trạng Nguyên Tiếng Việt toàn quốc

Hơn 390 học sinh xuất sắc sẽ bước vào Lễ Vinh danh Trạng Nguyên Tiếng Việt toàn quốc

Chỉ còn 3 ngày nữa, hồi trống Kỳ thi Đình của Trạng Nguyên Tiếng Việt năm học 2024 - 2025 sẽ chính thức vang lên tại Hà Nội.
Giải pháp cho những thách thức về kiểm soát truy cập SCADA

Giải pháp cho những thách thức về kiểm soát truy cập SCADA

Việc triển khai kiểm soát truy cập trong hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) là một thách thức, thường được coi là không thực tế do bản chất độc đáo của môi trường công nghiệp cũng như hệ thống công nghệ hoạt động (OT).
Du lịch Việt Nam đang bị tổn hại bởi các chiêu trò lừa đảo trên Facebook

Du lịch Việt Nam đang bị tổn hại bởi các chiêu trò lừa đảo trên Facebook

Ngành du lịch Việt Nam đang trên đà tăng trưởng mạnh mẽ, thu hút du khách trong và ngoài nước nhờ các điểm đến sôi động, lòng hiếu khách nồng hậu và trải nghiệm văn hóa phong phú. Tuy nhiên, ẩn sau câu chuyện thành công này là mối đe dọa kỹ thuật số, nạn lừa đảo du lịch trực tuyến đang gia tăng có nguy cơ làm tổn hại danh tiếng của Việt Nam.
Cánh tay công nghiệp Elbot 6 bậc tự do - Tự hào Robot Made in Viet Nam

Cánh tay công nghiệp Elbot 6 bậc tự do - Tự hào Robot Made in Viet Nam

Chiều ngày 23/4, tại Hà Nội, Công ty Cổ phần Công nghệ ELBOT đã tổ chức buổi lễ ra mắt sản phẩm cánh tay Robot công nghiệp Elbot 6 bậc tự do Made in Viet Nam.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/4/2025: Tuổi Hợi quý nhân nâng đỡ, tuổi Mão gặp may mắn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/4/2025: Tuổi Hợi quý nhân nâng đỡ, tuổi Mão gặp 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 24/4/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Vì sao lãi quý 1 của GELEX tăng 68% so với cùng kỳ?

Vì sao lãi quý 1 của GELEX tăng 68% so với cùng kỳ?

Kết thúc quý 1/2025, lợi nhuận trước thuế hợp nhất của GELEX cán mốc 646 tỷ đồng, tăng 67,8% ( ≈ 68%) so với cùng kỳ. Lợi nhuận sau thuế hợp nhất đạt 436 tỷ đồng tăng gần gấp đôi so với mức 253 tỷ đồng cùng kỳ năm ngoái.
Thị trường chứng khoán ngày 23/4: Kỳ vọng hình thành đáy thứ hai sau nhịp hồi phục tích cực

Thị trường chứng khoán ngày 23/4: Kỳ vọng hình thành đáy thứ hai sau nhịp hồi phục tích cực

Sau nhịp điều chỉnh sâu trước, phiên giao dịch ngày 23/4 đã diễn ra đầy tích cực, bật tăng mạnh ngay từ đầu phiên và duy trì sắc xanh đến cuối ngày. VN Index mở cửa với gap tăng, sau đó có nhịp điều chỉnh nhẹ để lấp gap và nhanh chóng hồi phục trở lại. Chốt phiên, chỉ số đóng tại 1.211 điểm, tăng 13,87 điểm (1,16%), trong khi VN30 Index cũng tăng 12,66 điểm lên mức 1.303,04 điểm.
Kỷ nguyên AI, doanh nghiệp phải làm chủ hạ tầng số xanh

Kỷ nguyên AI, doanh nghiệp phải làm chủ hạ tầng số xanh

DCCI Summit 2025 tập trung vào ba chủ đề thảo luận chuyên sâu mang tính thời sự và chiến lược, là ba mũi nhọn then chốt trong hành trình xây dựng hạ tầng số bền vững, đồng thời thể hiện cam kết mạnh mẽ của cộng đồng công nghệ đối với mục tiêu tăng trưởng xanh.
siement
Quảng cáo
moxa