Ngón tay con người có một trong những xúc giác nhạy cảm nhất mà chúng ta biết. Lấy cảm hứng từ ngón tay, các nhà khoa học Trung Quốc đang hình dung ra một tương lai khi các "ngón tay" robot có thể quét bên dưới da người hoặc các bề mặt khác một cách an toàn và thoải mái.
Các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã thiết kế một "ngón tay sinh học thông minh với khả năng chụp cắt lớp xúc giác dưới bề mặt", một thiết bị về cơ bản có thể bắt chước khả năng tự nhiên của con người để "cảm nhận" hình dạng của vật thể và những gì ẩn dưới bề mặt. Khả năng quét của ngón tay sinh học sẽ hữu ích cho các ứng dụng "thử nghiệm không phá hủy", cả phân tích cơ thể người và thiết bị điện tử linh hoạt.
Theo Zhiming Chen, đồng tác giả nghiên cứu và là giảng viên tại Đại học Wuyi, các cảm biến xúc giác nhân tạo được phát triển trước đây chỉ có thể nhận dạng hình dạng bên ngoài, kết cấu bề mặt và độ cứng. Để biết được những gì ẩn bên dưới bề mặt, chúng ta thường cần các công nghệ quang học và các giải pháp có khả năng xâm lấn (hoặc cồng kềnh) như quét CT, quét PET, chụp cắt lớp siêu âm hoặc MRI.
Thiết bị quét mới do Chen và các đồng nghiệp lắp ráp giống như một ngón tay sinh học và nó có thể cung cấp khả năng quét giống như các công nghệ quang học nói trên.
Theo giải thích của các nhà nghiên cứu, khi ngón tay của chúng ta chạm vào một bề mặt, da sẽ trải qua "biến dạng cơ học" như nén hoặc kéo. Những biến dạng này kích thích các thụ thể cơ học phát ra các xung điện, sau đó được truyền qua hệ thống thần kinh trung ương. Tại đây, các xung động cơ học cuối cùng được não bộ giải mã và “tích hợp” để nhận biết các đặc tính của bề mặt.
Ngón tay sinh học thông minh sử dụng một thiết kế đơn giản dựa trên ngón tay sinh học. Một xi lanh kim loại được gắn trên đầu ngón tay đóng vai trò là đầu tiếp xúc, trong khi các chùm sợi carbon hoạt động như các cơ quan thụ cảm xúc giác được kết nối với một bộ xử lý tín hiệu. Hình trụ kim loại quét một bề mặt bằng cách chạm lên nó, từ đó nén các sợi carbon truyền tải thông tin về độ cứng hoặc độ mềm của bề mặt.
Dữ liệu được thu thập bởi quy trình này cuối cùng được hiển thị dưới dạng bản đồ 3D trên màn hình, đưa ra ý tưởng trực quan về các đặc điểm bề mặt. Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra khả năng của ngón tay robot thông minh của họ bằng cách lập bản đồ một chữ cái "A" cứng nhắc nằm bên dưới lớp silicon mềm và mô hình vật lý được in 3D của mô người với ba lớp polymer cứng và một lớp mềm. Trong trường hợp thứ hai, ngón tay sinh học thậm chí có thể cảm nhận được "mạch máu" nằm bên dưới lớp cơ.
Cuối cùng, ngón tay sinh học đã có thể quét một thiết bị điện tử bị lỗi, tạo ra bản đồ 3D của các thành phần bên trong bao gồm cả điểm mạch điện bị ngắt kết nối.
Các nhà nghiên cứu hiện đang làm việc để cung cấp cho thiết bị quét của họ các khả năng bổ sung, chẳng hạn như khả năng "phát hiện đa hướng" với các vật liệu bề mặt khác nhau.
Theo Tech Spot
