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
Bước tiến hợp tác quan trọng của Petrovietnam và JVPC Nhật Bản

Bước tiến hợp tác quan trọng của Petrovietnam và JVPC Nhật Bản

Ngày 31/3/2025, tại Hà Nội, Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) cùng tổ hợp nhà thầu Japan Vietnam Petroleum Company Limited (JVPC - công ty con 100% của ENEOS Xplora, Nhật Bản) và Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP) đã tổ chức lễ ký kết Hợp đồng Chia sản phẩm dầu khí (PSC) đối với Lô 15-2, bể Cửu Long.
Nhận định phiên giao dịch ngày 02/4: VN Index đứng trước thử thách vượt kháng cự 1.324 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 02/4: VN Index đứng trước thử thách vượt kháng cự 1.324 điểm

Phiên giao dịch ngày 2/4 được dự báo sẽ là thử thách quan trọng đối với VN Index. Mặc dù có dấu hiệu phục hồi, nhưng thị trường vẫn cần thêm thời gian để xác nhận xu hướng tăng mạnh mẽ. Nhà đầu tư nên duy trì sự kiên nhẫn và quản trị rủi ro chặt chẽ trong giai đoạn này.
Những tiến bộ công nghệ quan trọng thúc đẩy các giải pháp năng lượng tái tạo

Những tiến bộ công nghệ quan trọng thúc đẩy các giải pháp năng lượng tái tạo

Trong những năm gần đây, chúng ta đã chứng kiến ​​sự gia tăng trong việc tích hợp năng lượng mặt trời, gió và thủy điện vào hệ thống năng lượng chính thống. Những tiến bộ này chống lại biến đổi khí hậu, cải thiện hiệu quả năng lượng và thúc đẩy tính bền vững.
Vực Hòm - Tuyệt tác của thiên nhiên

Vực Hòm - Tuyệt tác của thiên nhiên

Vừa qua, tôi có dịp theo chân nhóm văn nghệ sĩ của Hội Văn học Nghệ thuật tỉnh Phú Yên, đi về huyện Tuy An, tỉnh Phú Yên để thực tế tìm cảm hứng sáng tác với chủ đề: “Về miền di sản Tuy An”. Riêng tôi, với góc nhìn về mỹ thuật, thì thác Vực Hòm có nét đẹp “hút hồn” riêng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/4/2025: Tuổi Thân thuận lợi, tuổi Dậu chú ý sức khỏe

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/4/2025: Tuổi Thân thuận lợi, tuổi Dậu chú ý sức khỏe

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 2/4/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Pin EV sắt - natri cung cấp 7.000 chu kỳ, tuổi thọ 20 năm

Pin EV sắt - natri cung cấp 7.000 chu kỳ, tuổi thọ 20 năm

Kết quả thử nghiệm kéo dài hơn một năm cho thấy, tuổi thọ pin EV sắt - natri có khả năng đạt ít nhất 7.000 chu kỳ hoặc 20 năm.

'AI For Good Việt Nam 2025' trang bị cho học sinh hành trang bước vào kỷ nguyên mới

Cuộc thi là một sân chơi giáo dục dành cho học sinh phổ thông cả ba cấp trên toàn quốc nhằm ứng dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, đóng góp cho phát triển bền vững.
Phát hiện lỗ hổng định danh trên router TP-Link

Phát hiện lỗ hổng định danh trên router TP-Link

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện một lỗ hổng nghiêm trọng định danh CVE-2024-57040 trên router TP-Link dòng TL-WR845N. Lỗ hổng này được đánh giá CVSS 9,8 cho phép tin tặc khai thác thông tin đăng nhập root được mã hóa cứng trong firmware, từ đó dễ dàng chiếm toàn quyền kiểm soát thiết bị.
Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) thúc đẩy kinh tế tuần hoàn

Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) thúc đẩy kinh tế tuần hoàn

Công ty cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) luôn hướng tới mục tiêu phát triển bền vững, không chỉ tập trung vào việc cải thiện công suất, hiệu quả hoạt động mà còn chú trọng đến bảo vệ môi trường và cải thiện các tiêu chuẩn an toàn.
6 bước để cải thiện tiếp thị với các tác nhân AI

6 bước để cải thiện tiếp thị với các tác nhân AI

Agent AI cho phép các nhà tiếp thị làm việc nhanh hơn, chính xác và hiệu quả hơn, bằng cách hỗ trợ các doanh nghiệp tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại, cá nhân hóa tin nhắn và hiểu rõ hơn về khách hàng của họ.
siement
Quảng cáo
moxa