“Hiện nay, robot đang bắt đầu có khả năng thực hiện các chuyển động lớn xung quanh nhà, nhưng lại chật vật với những thao tác thực sự tinh vi và khéo léo", ông Siqi Shang, tác giả chính của bài báo được xuất bản trên tạp chí IEEE Robotics and Automation Letters, đồng thời là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính (Trường Kỹ thuật Cockrell), chia sẻ. "Robot có thể gấp một chiếc áo sơ mi, nhưng có thể gặp khó khăn khi cẩn thận nhấc chiếc kính của bạn lên hoặc lấy trái cây ra khỏi túi đồ đi chợ. Chúng tôi tin rằng các tín hiệu cảm biến sẽ mang lại cho robot một 'xúc giác' để xử lý cẩn thận những vật thể này".
Các ngón tay robot được thiết kế dựa trên hiệu ứng tia vây - một nguyên lý thiết kế cơ học mô phỏng từ cấu trúc vây cá. Được chế tạo bằng công nghệ in 3D, các ngón tay này chứa những rãnh khí bên trong đóng vai trò như các cảm biến xúc giác. Khi các ngón tay chuyển động để cầm nắm một vật thể, các rãnh khí sẽ dịch chuyển, tạo ra sự thay đổi về áp suất không khí. Các cảm biến siêu nhỏ sẽ phát hiện những thay đổi áp suất này và cung cấp dữ liệu phản hồi theo thời gian thực cho robot. Chính sự phản hồi này cho phép hệ thống nhận biết liệu vật thể có đang bị trượt hay không.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm bộ gắp trên 31 vật phẩm khác nhau, bao gồm quả mâm xôi, khoai tây chiên, hũ mứt, bóng bida, lon súp và táo. Hệ thống đã đạt tỷ lệ thành công 91,9% trong các thử nghiệm cầm nắm một lần. Đồng thời, nó cũng nhận diện được 93% các trường hợp trượt với độ chính xác tuyệt đối 100%.
Bà Lillian Chin, trợ lý giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Texas, cho biết: "Con người cầm nhấc các vật thể với một lực vừa đủ; lực quá mạnh sẽ làm nát vật, nhưng lực quá nhẹ sẽ khiến vật tuột khỏi tay”.
Các cảm biến được in 3D và có thể tùy biến theo nhiều hình dạng khác nhau. Khả năng phát hiện trượt của hệ thống cho phép robot linh hoạt điều chỉnh lực nắm khi cần thiết, đồng thời tránh việc sử dụng lực ép quá mức.
Công nghệ này mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng: trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, máy móc có thể phân loại các mặt hàng dễ vỡ như trái cây, rau củ và bánh nướng; trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, robot có thể quản lý các dụng cụ y tế hoặc mẫu vật sinh học; và trong lĩnh vực sản xuất, nơi các linh kiện tinh xảo như đồ điện tử hoặc đồ thủy tinh đòi hỏi sự thao tác cực kỳ cẩn thận.
Các thiết kế phần cứng và thuật toán của dự án đã được công bố rộng rãi để tạo điều kiện cho các nghiên cứu và phát triển sâu hơn. Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ tập trung vào việc giảm bớt độ nhạy cảm của hệ thống đối với những thay đổi nhiệt độ, cũng như cải thiện khả năng phát hiện và phản ứng với các vật thể bị trượt.
