Sử dụng laser để dạy ong robot điều hướng

Đã từ khá lâu kể từ khi ong robot lần đầu tiên được các nhà khoa học tại ĐH. Harvard sáng tạo ra vào năm 2012. Một năm sau, mẫu RoboBees đầu tiên thực hiện chuyến bay thử nghiệm thành công. Tuy nhiên, quãng đường thực hiện trong thử nghiệm đó gần như đã được lập trình sẵn.

Kích thước của những chú ong robot chỉ vọn vẹn như một đồng xu.

Cho đến nay, các nhà nghiên cứu đã tiếp tục thử nghiệm nhiều phương pháp mới nhằm điều hướng cho ong robot một cách dễ dàng hơn.

Hai trường đại học Buffalo và Frorida (Mỹ) đã cùng nhau hợp tác phát triển một hệ thống mới cho phép RoboBees có thể định hướng trong không gian. Cả hai trường được Quỹ Khoa học quốc gia cấp 1,1 triệu USD nhằm phục vụ cho nghiên cứu kéo dài 3 năm giúp xây dựng một hệ thống điều hướng cho RoboBees bằng cách sử dụng tia laser.

Sử dụng máy ảnh thông thường cũng giúp ong robot có thể định hướng. Nhưng điều đó có vẻ khá khó khăn và tốn kém. Bạn sẽ cần tới hai máy ảnh đặt cách nhau một khoảng tối thiểu để theo dõi không gian xung quanh, giống như mắt người. Lẽ dĩ nhiên, chúng ta sẽ rất khó có thể đặt hai camera trên cùng một con ong robot nhỏ bé. Do đó, một hệ thống điều hướng dựa vào sự chỉ đường của ánh sẽ thực tế hơn.

Lidar, tên viết tắt của "light detection and ranging" hoạt động theo cùng một cách với radar và kỹ thuật sonar (sóng âm phản xạ). Nhưng hệ thống này sử dụng tia laser thay vì sóng viba và sóng âm thanh để tạo ra một mô hình không gian. Hệ thống Lidar sẽ phát ra các chùm tia ánh sáng vô hình ở ngoài môi trường. Sau đó nhờ các cảm biến xác định khoảng cách và hình dạng đối tượng, hệ thống sẽ tính toán thời gian cần thiết để ánh sáng phản hồi trở lại.

Mô hình kỹ thuật trên ong robot.

Karthik Dantu, nhà khoa học máy tính tại trường ĐH. Buffalo cho biết: "Về cơ bản, đó là công nghệ tương tự mà các hãng sản xuất xe đang sử dụng để đảm bảo cho xe tự lái tránh va chạm với mọi thứ xung quanh. Chúng ta chỉ cần thu nhỏ công nghệ đó để chúng có thể vận hành trên những con ong robot có kích thước không lớn hơn một đồng xu là bao".

Trọng lượng chắc chắn là một vấn đề trong nghiên cứu này. Giả sử RoboBee có trọng lượng khoảng 80 mg, và hệ thống Lidar nhỏ nhất thường dao động khoảng 800 gram. Chúng ta sẽ phải thiết kế sao để hệ thống này có thể nhỏ hơn nữa.

Năng lượng cũng là một vấn đề cần quan tâm. Khoảng 97% nguồn năng lượng cung cấp cho RoboBee đều được sử dụng hết cho quá trình bay, nhà nghiên cứu Smithsonian cho biết.

Tuy nhiên các nhà khoa học đang nỗ lực để giải quyết vấn đề. Dantu đang viết thuật toán cho phép hệ thống Lidar có thể sử dụng hiệu quả nhất những dữ liệu thu thập được. Trong khi đó, hai nhà nghiên cứu Sanjeev Koppal và Huikai Xie đang cố gắng thu nhỏ phần cứng hệ thống. Các nguyên mẫu đầu tiên sẽ cần một dây nối với nguồn điện nhưng nhóm hy vọng trong tương lai sẽ tích hợp được nguồn cấp năng lượng bên trong.

Nếu được ứng dụng thành công trên ong robot. Hệ thống Lidar sẽ mở ra một hướng đi mới trong các hoạt động tìm kiếm cứu nạn và thụ phấn cây trồng. Dữ liệu do ong robot thu thập được cũng sẽ được gửi về một trung tâm xử lý dữ liệu để xây dựng các bản đồ địa hình 3D hoặc quét chính xác những công trình kiến trúc.

Tham khảo PopularMechanics