Đột Phá Công Nghệ Từ Thụy Sĩ: Robot Mềm Biến Hình Tạo Cảm Giác Chạm Như Thật

Trong thời đại công nghệ số hiện nay, việc tái tạo cảm giác chạm như trong thế giới thực đang trở thành một thách thức lớn. Một nhóm kỹ sư tại Thụy Sĩ đã phát triển một hệ thống robot mềm có khả năng biến hình, mang đến trải nghiệm chạm chân thực cho người dùng. Hệ thống này không chỉ mở ra những cơ hội mới cho thực tế ảo mà còn có thể ứng dụng trong các liệu pháp phục hồi chức năng.

_Cận cảnh robot mềm mô-đun ‘Digits’_​

‘Digits’: Trải Nghiệm Chạm Thực Tế Trong Thế Giới Ảo​

Trong bối cảnh công nghệ ngày càng phát triển, cảm giác chạm thường bị lãng quên. Mặc dù hình ảnh và âm thanh trong thực tế ảo đã trở nên sống động, việc tái tạo cảm giác tương tác vật lý vẫn là một thách thức lớn. Hệ thống robot mềm mang tên ‘Digits’ được phát triển bởi các kỹ sư tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ tại Lausanne (EPFL) đã giải quyết vấn đề này bằng cách mô phỏng cảm giác chạm thông qua các module biến hình hoạt động bằng khí nén.

Hệ thống này có khả năng cung cấp phản hồi rung, điều chỉnh độ cứng và các phản hồi động thông qua 16 cấu hình khác nhau, mở ra một hướng đi mới cho thực tế ảo và các liệu pháp phục hồi chức năng.

_16 cấu hình của mô-đun robot mềm Digits._​

Thiết Kế Module và Cơ Chế Hoạt Động Bằng Khí Nén​

Hệ thống Digits được phát triển bởi Phòng thí nghiệm Robot có thể Tái cấu hình tại Trường Kỹ thuật của EPFL. Với thiết kế dạng module, nó sử dụng các khớp nối linh hoạt và các liên kết cứng được kích hoạt bởi túi khí nén, cho phép thay đổi hình dạng và cảm giác xúc giác. Mặc dù có tới 16 cấu hình độc đáo, thiết kế của nó vẫn rất đơn giản và dễ sử dụng.

Các nguyên mẫu như TangiGlove và TangiBall đã chứng minh khả năng thích ứng của hệ thống:

• TangiGlove: Một bộ xương ngoài dạng chuỗi mở, được đeo trên tay, cung cấp phản hồi về độ cứng và tín hiệu xúc giác.
• TangiBall: Một module dạng chuỗi đóng cầm tay, có khả năng biến hình thành tám hình dạng khác nhau, bao gồm cả hình khối lập phương và hình cầu, đồng thời cung cấp các phản hồi và độ rung tương tự.

Ông Serhat Demirtas, một nghiên cứu sinh tiến sĩ và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Các giao diện xúc giác có thể nâng cao trải nghiệm thực tế ảo bằng cách mô phỏng cảm giác chạm của thế giới thực, đồng thời hỗ trợ phục hồi chức năng thông qua các hệ thống tương tác. Tuy nhiên, cần có những thiết kế và phương pháp điều khiển có thể tái cấu hình một cách tổng quát hơn.”

Tương Tác Thông Minh, Không Cần Lập Trình​

Để nâng cao tính thân thiện với người dùng, nhóm nghiên cứu đã phát triển nền tảng robot mã nguồn mở có tên là Feelix. Nền tảng này cho phép người dùng thiết kế các phản hồi xúc giác tùy chỉnh mà không cần phải viết mã. Sử dụng công nghệ học máy, nền tảng này có khả năng diễn giải cách các module Digits phản ứng với cảm giác chạm và tạo ra các phản hồi trực quan theo thời gian thực. Hệ thống này cũng nổi bật với cơ cấu truyền động bằng khí nén, giúp mô phỏng các trải nghiệm xúc giác với độ chính xác cao.

Những Bước Tiến Mới Trong Trị Liệu và Tương Tác​

Dưới sự dẫn dắt của giáo sư Jamie Paik, phòng thí nghiệm đang lên kế hoạch thử nghiệm khung làm việc của Digits trong các môi trường phục hồi chức năng. Họ mong muốn đánh giá hiệu quả của nó trong việc phục hồi vận động và rèn luyện cơ bắp. Đồng thời, các cấu hình khác cũng đang được phát triển để sử dụng trong các môi trường thực tế ảo và thực tế tăng cường. Bà Paik cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi với các module Digits là tái định nghĩa sự tương tác giữa người và máy thông qua các robot có thể tái cấu hình, có khả năng thích ứng về hình dạng, độ cứng và phản hồi xúc giác. Sự thích ứng này sẽ hỗ trợ cho một thực tế ảo hữu hình hơn và các liệu pháp phục hồi chức năng hiệu quả hơn, mang lại trải nghiệm phong phú cho mọi người, bất kể kích thước, khả năng và nhu cầu của họ.”

Nghiên cứu này đã được công bố trên một tạp chí khoa học uy tín.