--Quảng cáo---
--Quảng cáo---

Vật liệu tổng hợp từ tính – cuộc cách mạng cho da nhân tạo của robot

THÁI BẰNG - 14:00 03/08/2019

(khoahocdoisong.vn) - Vật liệu mềm đang cách mạng hóa phương thức thiết kế, sử dụng và tương tác với robot. Mười năm qua đã chứng kiến sự phát triển đáng kể trong lĩnh vực này với những ứng dụng tiên tiến, tăng cường khả năng tương tác giữa người và máy.

Trong các hệ thống như vậy, các cảm biến của vật chất mềm được sử dụng nhằm thu thập thông tin từ môi trường, thực hiện một nhiệm vụ cụ thể, ví dụ như một màn hình cảm ứng. Các nhà khoa học đưa ra nhiều nghiên cứu dành cho sự phát triển của công nghệ da nhân tạo, dựa vào cảm biến điện trở hoặc điện dung, chuyển hóa thay đổi áp suất thành điện trở trong các kênh chất lỏng, tích hợp trong chất đàn hồi, áp điện, điện áp, quang học, âm thanh và nhiều dạng vật chất khác. Sự sáng tạo và tinh tế của các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này đạt được những kết quả không ngờ.

Trong những sáng chế mang tính đột phá, nhiều công nghệ khó có thể mở rộng được do những thách thức trong quá trình chế tạo. Lớp da nhân tạo thu thập thông tin thường yêu cầu vật liệu tinh tế và hệ thống dây điện cho mỗi điểm cảm biến, có thể trở nên không khả thi nếu phát triển trên quy mô công nghiệp.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu do GS Carmel Majidi lãnh đạo tại Đại học Carnegie Mellon bang Pennsylvania, Mỹ đưa ra đề xuất phát triển lớp da xúc giác được chế tạo từ vật liệu composite từ tính mới, tạo ra từ hợp chất đàn hồi silicon có chứa các vi hạt từ tính.

Bà Hellebrekers, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết: Cuối cùng, chúng tôi muốn phát triển cảm biến xúc giác có thể mở rộng, mềm mại và có xúc giác phù hợp. Điều đó có nghĩa là cảm biến hóa mọi bề mặt cần thông tin xúc giác, ví dụ như dụng cụ kẹp robot, thiết bị y tế, tay nắm cửa, thiết bị thể thao... Vật liệu của chúng tôi tập hợp thông tin về áp lực và sự tiếp xúc cục bộ nhưng vẫn ở dạng mỏng, có thể kéo dài, dàn mỏng, có thể bao bọc nhiều hình dạng vật thể và bề mặt phức tạp.

Lớp da nhân tạo mới đo được lực và vùng tiếp xúc cục bộ thông qua biến dạng, làm thay đổi vị trí và hướng của các vi hạt từ tính nhúng đối với từ kế, thiết bị được sử dụng để xác đinh sự thay đổi của mạng lưới từ trường.

Sự thay đổi từ trường và lực tác dụng được thu thập ở 25 điểm lưới khác nhau trong phạm vi 15mm2. Vị trí và cảm biến độ sâu được thực hiện bằng thuật toán phân tích phân biệt bậc hai (QDA), có thể phân biệt sự dịch chuyển của 25 vị trí lưới với độ chính xác > 98%. Ngoài ra, để giảm số lượng chip điện tử và hệ thống dây dẫn, lớp da từ tính tận dụng các đặc tính phục hồi hình thái để giảm kích thước dữ liệu đầu ra trước khi phân tích.

Bằng phương thức sử dụng chip kỹ thuật số, chúng ta có thể tăng kích thước của vùng cảm nhận mà không cần thay đổi giao diện đầu ra, bà Hellebrekers giải thích. Vật liệu composite cần gần sát chip nhưng không được kết nối. Điều này cho phép mỗi chip kỹ thuật số sẽ linh hoạt hơn trong việc cài đặt và tích hợp với lớp da nhân tạo từ tính.

Nghiên cứu này vẫn chỉ là thí nghiệm về một khái niệm công nghệ mới, nhóm các nhà khoa học dự tính sẽ cải thiện phạm vi và độ phân giải lực và vị trí tiếp xúc của thiết bị.

Tương tự như hầu hết các công nghệ robot, thách thức tiếp theo là bảo toàn chất lượng tín hiệu khi kết quả nghiên cứu rời khỏi môi trường được kiểm soát chặt chẽ của phòng thí nghiệm và đưa vào thực tế khai thác sử dung. Nhiễu từ tính không lường trước từ điện thoại di động và các thiết bị công nghệ khác sẽ can thiệp vào thuật toán, được thực hiện trong môi trường thí nghiệm hiện tại. Nhóm nghiên cứu cần tiến hành các thí nghiệm sâu hơn nữa để loại bỏ nhiễu từ trường này.

Nghiên cứu này cho thấy sự cần thiết phải chế tạo các vật liệu bao phủ bề mặt đơn giản, cung cấp nhiều thông tin, cho phép có được các cảm nhận trong các lĩnh vực như điều khiển hoạt động của robot, hệ thống mềm linh hoạt và các phép đo phản ứng sinh học.

  • Chất lỏng thông minh cho robot sự linh hoạt như sinh vật sống
    Công nghệ- Thái Bằng - 19:00 22/07/2019
    (khoahocdoisong.vn) - Robot hiện đại chủ yếu là các hệ thống cơ khí cứng và phức tạo, bị hạn chế về tính linh hoạt và khả năng làm việc năng động trong các môi trường khác nhau. Trong trường hợp trang bị trí tuệ nhân tạo tiên tiến, robot cũng chỉ hoàn thành một sứ mệnh cụ thể.
Theo Advanced Science News

(0) Bình luận
Nổi bật Khoa học & Đời sống
Lộ diện nữ giám đốc liên quan vụ xả dầu thải khiến nguồn nước sông Đà ô nhiễm
Thời sự- Lê Quân - 19:17 20/10/2019
Theo lời khai của nghi phạm mới ra đầu thú, anh ta được một nữ giám đốc doanh nghiệp thuê đổ chất thải khiến nguồn nước cấp cho Nhà máy nước sông Đà ô nhiễm. Công an tỉnh Hòa Bình đang làm rõ nội dung này.
--Quảng cáo---
--Quảng cáo---
--Quảng cáo---
  • Doanh nghiệp ngại “bắt tay” với nông dân
    Hỏi đáp- Hà Bình - 14:57 20/10/2019
    (khoahocdoisong.vn) - Như các bạn đã biết, chuỗi giá trị sản xuất hàng hóa muốn bền vững thì điều quan trọng nhất là các chủ thể tham gia trong chuỗi phải đảm bảo được các lợi ích của mình.
  • Trồng sen tận dụng đất
    Hỏi đáp- Hà Bình - 14:56 20/10/2019
    (khoahocdoisong.vn) - Chúng ta có rất nhiều các loại cây trồng có thể phát triển tốt để thay thế cây lúa. Vừa giữ không làm biến đổi đất lúa, vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao, vừa giữ ổn định môi trường mà lại thu hút được tầng lớp thế hệ trẻ ở lại xây dựng quê hương.
  • Cần tái cấu trúc các KCX, KCN ở TPHCM
    Thời sự- Hồng Nhung - 14:54 20/10/2019
    (khoahocdoisong.vn) - Sau nhiều năm, hiện hiệu quả đầu tư khu chế xuất, khu công nghiệp (KCX, KCN) chưa cao, tồn tại các vấn đề về cơ cấu đầu tư, giá trị gia tăng của sản phẩm, ô nhiễm môi trường, cơ sở hạ tầng kỹ thuật và xã hội.
  • Rượu thuốc trị ho
    Bác sĩ của bạn- Khánh Thủy - 14:50 20/10/2019
    (khoahocdoisong.vn) - Chồng tôi hay uống rượu, bạn bè đến là mang rượu ra uống. Tôi muốn trị ho cho chồng, nghe nói nếu biết cách chế thì có thể làm rượu bổ phế giảm ho, như vậy thì uống rượu thuốc còn hơn là uống rượu xuông có đúng không?
  • Viêm họng cẩn thận biến chứng viêm cầu thận
    Bác sĩ của bạn- Khánh Thủy - 14:49 20/10/2019
    (khoahocdoisong.vn) - ở Việt Nam, khoảng 40% viêm cầu thận cấp xảy ra sau nhiễm khuẩn đường hô hấp trên và 60% viêm cầu thận cấp sau nhiễm khuẩn ngoài da do liên cầu.
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO