Theo Interesting Engineering, các nhà nghiên cứu tại Trung Quốc vừa đạt được bước tiến quan trọng khi chế tạo thành công loại da điện tử mô phỏng thần kinh (NRE-skin) dành cho robot.
Trước đây, các dòng robot truyền thống thường phụ thuộc hoàn toàn vào hệ thống xử lý trung tâm, mọi dữ liệu từ cảm biến phải được truyền về bộ não điện tử để phân tích, sau đó mới chuyển thành lệnh để điều khiển. Sự chậm trễ này, dù chỉ tính bằng mili giây, vẫn có thể dẫn đến những hư hại nghiêm trọng cho máy móc. Đặc biệt, rủi ro sẽ cao hơn khi robot hoạt động trong các môi trường dân sự như nhà ở hoặc bệnh viện.
Do đó, các nhà khoa học đã lấy cảm hứng từ chế sinh học của cơ thể người, chế tạo ra lớp da NRE-skin. Cơ chế "sinh học" này được mô tả như sau: Con người khi chạm vào vật nóng hoặc sắc nhọn, tín hiệu sẽ truyền thẳng đến tủy sống, cơ thể sẽ kích hoạt phản xạ ngay lập tức. Quá trình này diễn ra tự động trước khi não bộ kịp nhận thức về cơn đau.
Lớp da điện tự mới được chế tạo dựa trên việc mô phỏng thần kinh con người.
Các chuyên gia cho biết, lớp da NRE-skin được thiết kế với cấu tạo gồm bốn lớp vật lý chuyên biệt. Lớp ngoài cùng đóng vai trò bảo vệ tương tự như biểu bì người. Trong khi đó, các lớp bên dưới chứa mạng lưới cảm biến và mạch điện tinh vi hoạt động như các dây thần kinh cảm giác. Hệ thống này liên tục giám sát áp suất, lực và độ bền cấu trúc của toàn bộ bề mặt robot.
Điểm đột phá nhất của công nghệ nằm ở khả năng xử lý phân cấp. Trong điều kiện tiếp xúc thông thường, dữ liệu xúc giác được mã hóa thành xung điện và gửi về bộ xử lý trung tâm để phân tích.
Tuy nhiên, khi lực tác động vượt quá ngưỡng an toàn, hệ thống sẽ kích hoạt cơ chế phản xạ cục bộ. Tín hiệu điện áp cao được truyền thẳng đến các động cơ, bỏ qua bộ não trung tâm để tạo ra phản ứng rụt tay hoặc né tránh tức thì. Cơ chế này giúp robot có được khả năng tự bảo vệ và tương tác trực quan hơn trong các môi trường phức tạp.
Ngoài khả năng cảm biến, nhóm nghiên cứu cũng chú trọng đến tính thực tiễn trong bảo trì thông qua thiết kế dạng mô-đun. Lớp vỏ robot được cấu tạo từ các miếng vá từ tính, cho phép kỹ thuật viên tháo rời và thay thế các phần bị hỏng chỉ trong vài giây thay vì phải bảo dưỡng toàn bộ hệ thống.
Hiện tại, các nhà khoa học đang tiếp tục tinh chỉnh độ nhạy của hệ thống để robot có thể xử lý đồng thời nhiều điểm chạm, hướng tới việc đưa robot dịch vụ có khả năng thấu cảm vào đời sống thực tế một cách an toàn nhất.