Robot giờ đã có thể “cảm nhận” vật thể giống như con người nhờ bàn tay FlexiRay – một bước tiến lớn trong lĩnh vực robot xúc giác.

FlexiRay – Bàn tay robot cảm xúc đột phá

Nhóm nghiên cứu do Đổng Hội Húc dẫn đầu tại Đại học Chiết Giang (Trung Quốc) vừa công bố trên tạp chí Nature Communications một loại bàn tay robot mềm dẻo, có khả năng cảm nhận lực, nhiệt độ, vị trí và cấu trúc bề mặt – tổng hợp năm giác quan chỉ với một camera duy nhất.

Cấu trúc lấy cảm hứng từ tự nhiên

FlexiRay dựa trên “hiệu ứng vây cá” (Fin Ray Effect). Khi ngón tay tiếp xúc, các sợi cấu trúc tự động mở rộng và ôm chặt vật thể, giống như da người khi nắm lấy một vật mềm. Lớp “da” được làm từ vật liệu đa lớp, có khả năng thay đổi màu sắc theo nhiệt độ và phản chiếu ánh sáng, giúp camera bên trong luôn có tầm nhìn sạch sẽ.

Công nghệ đa gương – “nhìn quanh góc khuất”

Truyền thống, các bàn tay robot dùng camera cố định, dễ bị “điểm mù” khi ngón tay cong. FlexiRay tích hợp hệ thống quang học đa gương: mỗi khi ngón tay biến dạng, các gương nhỏ tự động điều chỉnh góc phản xạ, cho phép camera “nhìn quanh” các góc che khuất. Kết quả, độ phủ cảm biến duy trì trên 90 % ngay cả khi ngón tay bị biến dạng mạnh.

Khả năng cảm nhận đa giác quan

• Lực: đo áp lực nén và kéo.
• Vị trí tiếp xúc: xác định tọa độ chính xác trên bề mặt.
• Độ nhám & kết cấu: phân biệt bề mặt nhẵn, sần.
• Nhiệt độ: phát hiện sự thay đổi nhiệt độ ±0.2 °C.
• Vị trí của chính nó: tự định vị trong không gian 3D nhờ thuật toán học sâu.

Những dữ liệu này được xử lý ngay trên bo mạch nhúng, cho phép robot phản hồi trong thời gian thực mà không cần phần cứng phụ trợ.

Tiềm năng ứng dụng trong thực tiễn

Với khả năng cầm nắm an toàn các vật dễ vỡ, FlexiRay mở ra nhiều hướng ứng dụng:

1. Thu hoạch nông sản nhạy cảm (trái cây, rau quả) mà không gây dập nát.
2. Đóng gói hàng hoá không đồng đều – từ hộp giấy tới các kiện hàng hình dạng phức tạp.
3. Hỗ trợ robot học kỹ năng khéo léo từ con người thông qua trí tuệ nhân tạo, giảm thời gian đào tạo.

Đánh giá từ cộng đồng khoa học

Tiến sĩ Li Wei, chuyên gia robot học tại Viện Công nghệ Hàn Quốc, nhận xét: “FlexiRay không chỉ giải quyết vấn đề ‘điểm mù’ mà còn thay đổi cách chúng ta thiết kế cảm biến – từ ‘tránh biến dạng’ sang ‘tận dụng biến dạng’. Đây là một trong những bước tiến quan trọng nhất trong thập kỷ qua.”

Những kết quả thử nghiệm sơ bộ cho thấy bàn tay này duy trì độ nhạy cảm trên 90 % ngay cả khi biến dạng lên tới 45°, vượt xa các giải pháp hiện tại thường dưới 60%.

Trong những năm tới, nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ tích hợp FlexiRay vào các hệ thống robot công nghiệp và dịch vụ, đồng thời mở rộng hợp tác với các công ty logistics và nông nghiệp để đưa công nghệ ra thị trường.

Nhìn chung, FlexiRay không chỉ là một cải tiến kỹ thuật mà còn là nền tảng cho tương lai robot cảm xúc – nơi máy móc có thể “cảm thấy” và “hiểu” thế giới xung quanh như con người.