Rô bốt có làn da “nhạy cảm”… như người

15/09/2010 07:04 GMT+7 | Trong nước

(TT&VH) - Các chuyên gia công nghệ sinh học của Mỹ vừa chế tạo ra các bộ da nhân tạo đặc biệt. Chúng sẽ giúp rôbốt có khả năng cảm nhận sự xúc giác và được xem là bước tiến lớn trong việc chế tạo rôbốt tương lai, cũng như trong ứng dụng sản xuất chi giả cho con người.

Nghiên cứu đã được các nhà khoa học Mỹ đăng tải trên tạp chí khoa học Nature Materials của Anh số ra tháng 9. Trong các thử nghiệm tại phòng nghiên cứu, bộ da nhân tạo này phản ứng với các sức ép giống như da trên con người và có cùng tốc độ phản ứng.

Xúc giác máy

Hình ảnh mô phỏng về cấu tạo tấm
da máy do nhóm Ali Javey tạo ra

Các lớp da máy được nhắc tới ở trên do hai nhóm nghiên cứu độc lập ở Mỹ tạo ra. Một lớp do Ali Javey, một giáo sư khoa học máy tính tại Đại học California ở Berkeley, và các cộng sự tạo ra. "Con người biết cách cầm một quả trứng mỏng mảnh mà không làm vỡ nó. Nhưng đây lại là thách thức lớn với rôbốt" - Ali Javey nói với hãng tin AFP - "Nếu chúng ta muốn tạo ra một rôbốt có thể sắp xếp đồ ăn và rót rượu, ít nhất chúng ta phải chắc chắn rằng rôbốt này sẽ không làm vỡ những cái cốc (do bóp quá mạnh). Tuy nhiên chúng ta cũng muốn những rôbốt đó có thể nắm đủ chặt để không làm rơi đồ".

Để đáp ứng các yêu cầu trên, nhóm của Javey đã tạo ra một lớp da "máy" gồm tổ hợp các sợi dây kích cỡ nano làm từ germanium và silicon, được cán mỏng. Tiếp đó nhóm nghiên cứu rải lên bề mặt chúng các linh kiện bán dẫn kích cỡ nano. Cuối cùng, họ phủ một lớp cao su có độ đàn hồi cao với khả năng chuyển tải áp lực tốt.

Trong các thí nghiệm được nhóm Javey tiến hành, mẫu da máy với diện tích 49cm2 đã có khả năng phát hiện rất tốt sức ép dao động từ 0 - 15 kilopascal, tương đương với lực con người sử dụng cho các hoạt động thông thường như gõ vào bàn phím hay cầm nắm thứ gì đó.

Ngoài nhóm của Javey, một đội nghiên cứu thứ hai, dẫn đầu là nhà khoa học gốc Trung Quốc Zhenan Bao ở đại học Stanford, California cũng đang nghiên cứu một bộ da máy riêng biệt. Hướng tiếp cận của họ sử dụng vật liệu cao su, vốn có thể thay đổi độ dày mỏng dựa theo sức ép, và gắn lên đó các tụ điện. Những tụ điện có vai trò đo đếm sự khác biệt về lực ép hướng lên tấm da máy. Kết quả là nhóm cũng đã tạo nên một tấm da máy với khả năng cảm nhận sự đụng chạm tốt. "Thời gian phản ứng với lực ép trên da điện tử của chúng tôi tương đương với da người. Nó rất nhanh, chỉ trong một vài milli giây, hay một phần ngàn của một giây" - Zhenan cho hãng tin AFP biết - "Điều đó có nghĩa tấm da có thể cảm nhận được lực ép gần như đồng thời với khi lực ép đó xuất hiện".

Ứng dụng to lớn

Theo John Boland, một nhà khoa học công nghệ nano tại Trường Đại học Trinity, Dublin, Ireland, các thành tựu của hai nhóm nghiên cứu được đánh giá là "những bước tiến hết sức quan trọng" trọng trong việc phát triển trí thông minh nhân tạo. Cho tới nay, trong hoạt động nghiên cứu sự thay thế các cảm xúc con người bằng thiết bị điện tử, những thay thế tốt nhất mới chỉ xuất hiện ở các mảng thính giác, thị giác và vẫn còn hạn chế ở khả năng vị giác.

Riêng xúc giác vẫn được xem là chướng ngại lớn nhất. Rôbốt hiện đại không có khả năng này, khiến cho những hoạt động thường nhật đơn giản nhất như việc đánh răng, giở trang báo hoặc mặc quần áo cho trẻ nhỏ cũng trở thành thách thức khủng khiếp với chúng.

Da máy sẽ giúp tạo nên một cuộc cách mạng
trong việc sản xuất rôbốt và chân tay giả

Tuy việc cho ra đời da máy được đánh giá cao nhưng Zhenan nói rằng vẫn còn những thách thức lớn nằm ở phía trước. Một trong những điều đó là việc cải thiện các tấm da điện tử. Chúng mới chỉ phản ứng với những lực ép bất biến, trong khi da con người có khả năng cảm nhận hết sức phức tạp và đa dạng. Điều này có được do các tế bào phụ trách việc cảm nhận ở da người có thể gửi nhiều loại tín hiệu khác nhau như báo động khi da bị đau, phân biệt cảm giác nóng lạnh...

Ngoài ra, Zhenan cảnh báo việc kết nối da nhân tạo với hệ thần kinh của con người cũng là một thách thức khổng lồ. "'Trong tương lai rất xa, có thể chúng ta sẽ thể tạo ra một loại da máy với khả năng hoạt động giống hệt da người và có thể kết nối với các tế bào não để khôi phục xúc giác" - Zhenan nói - "Còn trong giai đoạn sơ khởi, mẫu hình nghiên cứu mà chúng tôi nghĩ tới là việc tạo ra một thiết bị trung gian, giúp mô phỏng lại hoạt động của da người, qua đó mang tới cho cơ thể những tín hiệu kiểu như 'bàn tay nhân tạo của tôi đang chạm vào thứ gì đó'".

Bà cho biết trong tương lai, da máy sẽ được thêm các cảm biến giúp nó có thể phản ứng với hóa chất, các chất sinh học, nhiệt độ, độ ẩm, phóng xạ hoặc chất bẩn, giúp nó trở nên "thật" hơn và có khả năng ứng dụng rộng rãi hơn.

Tường Linh