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
Tư duy chấp nhận rủi ro trong đầu tư phát triển công nghệ cao ở Việt Nam

Tư duy chấp nhận rủi ro trong đầu tư phát triển công nghệ cao ở Việt Nam

Đầu tư phát triển công nghệ cao đòi hỏi vốn đầu tư lớn, nhân lực trình độ cao, quy trình đầu tư khoa học và tạo lợi ích to lớn nhưng thường có rủi ro, gây thiệt hại cho chủ thể. Điều này cản trở đáng kể đến quyết tâm đầu tư công nghệ cao kể cả ở Việt Nam từ nhà nước và doanh nghiệp nên chưa huy động được nhiều nguồn lực vào phát triển công nghệ cao.
Chủ tịch T&T Group: Đưa Vietravel Airlines bứt phá, trở thành hãng hàng không TOP đầu Việt Nam

Chủ tịch T&T Group: Đưa Vietravel Airlines bứt phá, trở thành hãng hàng không TOP đầu Việt Nam

Ông Đỗ Quang Hiển – Nhà sáng lập, Chủ tịch Điều hành Tập đoàn T&T Group chia sẻ, với vai trò là cổ đông lớn, cổ đông chiến lược của Vietravel Airlines, Tập đoàn T&T Group cam kết sẽ tiếp tục tiếp nối truyền thống tốt đẹp và các thành tích mà Vietravel Airlines đã đạt được.
KCN Dốc Đá Trắng – "Cứ điểm" chiến lược mới của Viglacera

KCN Dốc Đá Trắng – "Cứ điểm" chiến lược mới của Viglacera

Với quy mô lên tới 288ha và tổng vốn đầu tư hơn 1.807 tỷ đồng, Dự án Đầu tư Xây dựng và Kinh doanh Kết cấu Hạ tầng Khu công nghiệp (KCN) Dốc Đá Trắng không chỉ là một dự án đơn thuần mà còn là "cứ điểm" chiến lược mới của Viglacera tại miền Trung.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/4/2025: Tuổi Mão gây hao tài tốn của, tuổi Tỵ gặp được quý nhân

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/4/2025: Tuổi Mão gây hao tài tốn của, tuổi Tỵ gặp được quý nhân

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 3/4/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Ứng dụng AI để quản lý giao thông thông minh

Ứng dụng AI để quản lý giao thông thông minh

Giao thông Hà Nội đang phải đối mặt với những thách thức ngày càng lớn. Mật độ phương tiện cao, ý thức tham gia giao thông chưa đồng đều, trong khi các giải pháp quản lý truyền thống ngày càng bộc lộ nhiều hạn chế. Do đó, để kiểm soát tình trạng này thì giải pháp chính là ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI).
Tổng Bí thư chỉ đạo triển khai thực hiện có hiệu quả Nghị quyết số 57

Tổng Bí thư chỉ đạo triển khai thực hiện có hiệu quả Nghị quyết số 57

Theo Tổng Bí thư Tô Lâm, phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số là lựa chọn bắt buộc, là con đường duy nhất để đưa đất nước phát triển và nâng cao đời sống cho nhân dân.
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.
siement
Quảng cáo
moxa