Robot hình người không còn là điều chỉ có trong các bộ phim khoa học viễn tưởng, giờ đây chúng có thể cảm nhận đau đớn và phản ứng giống con người - các nhà khoa học đã làm gì để hiện thực hóa điều này?

Công nghệ da điện tử mô phỏng thần kinh mới giúp robot hình người không chỉ cảm nhận được xúc giác mà còn có thể nhận diện tổn thương và kích hoạt phản xạ tự vệ ngay lập tức.

Theo thông tin từ Interesting Engineering, các nhà nghiên cứu tại Trung Quốc đã đạt được bước đột phá quan trọng khi chế tạo thành công loại da điện tử mô phỏng thần kinh (NRE-skin) dành riêng cho robot.

Trước đây, các dòng robot truyền thống chỉ có thể phụ thuộc vào hệ thống xử lý trung tâm. Mọi tín hiệu từ cảm biến phải được truyền về bộ não điện tử để phân tích và đưa ra lệnh điều khiển. Dù sự chậm trễ này chỉ tính bằng mili giây, nhưng nó có thể gây hư hại nghiêm trọng cho máy móc, đặc biệt là khi robot hoạt động trong môi trường dân sự như nhà ở hay bệnh viện.

Vì vậy, các nhà khoa học đã lấy cảm hứng từ cơ chế sinh học của cơ thể người để chế tạo lớp da NRE-skin. Khi con người chạm vào vật nóng hoặc sắc nhọn, tín hiệu sẽ trực tiếp truyền đến tủy sống, từ đó cơ thể sẽ kích hoạt phản xạ tự vệ ngay lập tức, trước khi não bộ kịp nhận thức về cơn đau.

Các chuyên gia cho biết, lớp da NRE-skin có cấu trúc gồm bốn lớp vật lý chuyên biệt. Lớp ngoài cùng bảo vệ giống như biểu bì người, trong khi 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 theo dõi áp suất, lực tác động và độ bền cấu trúc của toàn bộ bề mặt robot.

Một trong những điểm đột phá của công nghệ này chính là khả năng xử lý dữ liệu phân cấp. Trong điều kiện tiếp xúc thông thường, dữ liệu xúc giác sẽ được mã hóa thành xung điện và truyền về bộ xử lý trung tâm để phân tích.

Tuy nhiên, khi lực tác động vượt qua ngưỡng an toàn, hệ thống sẽ kích hoạt cơ chế phản xạ cục bộ. Tín hiệu điện áp cao sẽ được truyền trực tiếp đến động cơ, bỏ qua bộ não trung tâm, tạo ra phản ứng rụt tay hoặc né tránh ngay lập tức. Điều này giúp robot tự bảo vệ và tương tác một cách trực quan hơn trong môi trường phức tạp.

Ngoài việc trang bị cảm biến, nhóm nghiên cứu cũng chú trọng đến tính thực tiễn trong bảo trì, thông qua thiết kế 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 bộ phận hư hỏng trong vài giây, thay vì phải bảo dưỡng toàn bộ hệ thống.

Hiện tại, các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục tinh chỉnh độ nhạy của hệ thống, để robot có thể xử lý đồng thời nhiều điểm chạm, hướng đến việc đưa các robot dịch vụ thấu cảm vào thực tế một cách an toàn hơn.