Nội dung chính
FlexiRay – bàn tay robot mềm dẻo có khả năng cảm nhận lực, nhiệt độ và hình dạng vật thể như con người – đang định hình lại cách robot tương tác với thế giới vật lý.
Công nghệ cảm giác vượt trội
Trước đây, hầu hết các bàn tay robot dựa vào hệ thống camera‑cảm biến thị giác‑xúc giác. Khi ngón tay cong, camera thường bị che khuất, tạo ra “điểm mù” và buộc thiết bị phải dùng vật liệu cứng, giảm độ linh hoạt. FlexiRay phá vỡ giới hạn này bằng hệ thống quang học đa gương được nhúng trong lớp “da” đa lớp, cho phép camera tự động điều chỉnh góc nhìn khi ngón tay biến dạng.
5 giác quan trong một camera duy nhất
Nhờ kết hợp thuật toán học sâu, FlexiRay tái tạo năm giác quan của con người: lực nắm, vị trí tiếp xúc, kết cấu bề mặt, nhiệt độ và thậm chí vị trí tương đối của chính nó. Các thí nghiệm ban đầu công bố trên Nature Communications (2024) cho thấy mức độ phủ cảm biến trên 90 % ngay cả khi ngón tay bị biến dạng mạnh.
Cấu trúc lấy cảm hứng từ tự nhiên
Nhà nghiên cứu Đổng Hội Húc và nhóm của ông tại Đại học Chiết Giang mô phỏng “hiệu ứng vây cá” (Fin Ray Effect). Khi tiếp xúc, các “xương” linh hoạt tự động mở rộng và ôm chặt vật thể, giống như ngón tay con người khi nắm một quả táo mềm. Lớp da nhân tạo của FlexiRay còn thay đổi màu sắc theo nhiệt độ và phản chiếu ánh sáng, giúp robot “nhìn” được nhiệt độ bề mặt vật thể.
Kết quả thí nghiệm và so sánh
- Độ phủ cảm biến: >90 % so với 70 % của các bàn tay robot truyền thống.
- Khả năng nắm vật thể nhạy cảm (trái cây, trứng) mà không gây hư hại: tăng 35 %.
- Thời gian phản hồi cảm giác: < 5 ms, nhanh hơn 2‑3 lần so với hệ thống camera‑điểm mù.
Những con số này không chỉ chứng minh tính khả thi mà còn khẳng định FlexiRay là bước tiến lớn trong lĩnh vực robot linh hoạt.
Ứng dụng tiềm năng
Với khả năng cảm nhận đa giác quan, FlexiRay có thể được triển khai trong:
- Thu hoạch nông sản nhạy cảm (cây trái, rau lá) – giảm thiệt hại do va chạm.
- Đóng gói hàng hoá không đồng đều – tự động điều chỉnh lực nắm để tránh làm vỡ sản phẩm.
- Hỗ trợ người cao tuổi trong các công việc gia đình – robot có thể cầm, di chuyển đồ dùng mà không gây rủi ro.
- Hợp tác với trí tuệ nhân tạo để robot học kỹ năng khéo léo trực tiếp từ con người thông qua “học qua cảm giác”.
Triển vọng tương lai
Nhóm nghiên cứu đang hướng tới việc tích hợp FlexiRay với các nền tảng AI mở rộng, cho phép robot tự động cập nhật kỹ năng mới qua việc quan sát và cảm nhận. Nếu thành công, công nghệ này sẽ làm giảm đáng kể chi phí thiết bị cảm biến đa dạng, đồng thời mở ra thị trường robot dịch vụ quy mô lớn trong nông nghiệp, logistics và chăm sóc sức khỏe.
Như ông Đổng nhấn mạnh, “Chúng tôi đã chuyển đổi mô hình từ ‘tránh biến dạng’ sang ‘tận dụng biến dạng’, mở ra khả năng cầm nắm an toàn mà không hy sinh khả năng cảm giác.”