Dự án Mắt chuồn chuồn: Robot sinh học của tương lai

10:48 16/03/2017
Các nhà khoa học thường nghiên cứu các động vật biết bay như chim chóc và côn trùng để lấy cảm hứng thiết kế khung sườn cho máy bay không người lái. Nhưng cũng có những nhà khoa học nghiên cứu những kỹ thuật làm sao để tương tác với chúng, hay thậm chí điều khiển hoạt động bay của chúng, nhằm mang lại những lợi ích to lớn khác.


Trước đây, các nhà khoa học đã thành công trong việc gắn thiết bị điều khiển cho các loài bọ to lớn như bọ hung, bọ cánh cứng... Nhưng như chúng ta đã biết, những con bọ này vừa to lớn vừa ồn ào. Tiếng vỗ cánh của nó có thể thu hút sự chú ý, nên không thể ứng dụng vào những nhiệm vụ mật như tình báo hay do thám.

Các kỹ sư tại Công ty nghiên cứu Charles Stark Draper Laboratory (CSDL) ở Cambridge, Massachusetts (Mỹ) đang hy vọng vượt qua những giới hạn đó bằng cách kết hợp các công nghệ thu nhỏ, sinh học và thần kinh học. Và họ đã lập ra một dự án mang tên DragonflEye (Mắt chuồn chuồn) để thực hiện điều này.

Dự án Mắt chuồn chuồn sử dụng kỹ thuật quang - di truyền (optogenetics) - một kỹ thuật dùng ánh sáng để gửi tín hiệu đến các neuron thần kinh. Các nhà nghiên cứu đã tác động gen để các neuron thần kinh của chuồn chuồn nhạy cảm hơn với ánh sáng, nhờ đó có thể dễ dàng điều khiển chúng bằng kỹ thuật này.

Phiên bản đầu tiên của hệ thống điều khiển hoạt động bay của chuồn chuồn.

Đây được cho là tiến bộ vượt trội của Mắt chuồn chuồn. Việc tác động vào dây thần kinh điều khiển bay sẽ giúp cho việc kiểm soát hoạt động bay linh hoạt và “tự nhiên” hơn là tác động trực tiếp đến các cơ phụ trách hoạt động bay của côn trùng như trước đây.

Chuồn chuồn có đầu to, thân dài và 2 cặp cánh không phải lúc nào cũng vỗ cùng nhịp, theo một nghiên cứu được công bố năm 2007 trên nhật báo Physical Review Letters. Các tác giả nghiên cứu phát hiện rằng chuồn chuồn nâng độ cao khi 2 cặp cánh cùng vỗ một lúc, và giữ nguyên độ cao khi vỗ 2 cặp cánh không cùng nhịp, dù ở cùng tốc độ như nhau.

Trong khi đó, phát hiện của các nhà khoa học năm 2014 cho thấy mỗi cánh trong 4 chiếc cánh của chuồn chuồn được điều khiển bằng các cơ riêng biệt, giúp chúng có thể lao tới, dừng lại hay chao lượn cực kỳ linh hoạt. Theo các nhà nghiên cứu, chuồn chuồn được chọn làm đối tượng nghiên cứu vì chúng là loài côn trùng phổ biến, sức khỏe dẻo dai và có cơ chế bay cực kỳ linh hoạt.

Các nhà nghiên cứu đã dùng máy quay video tốc độ cao để theo dõi hoạt động bay của chuồn chuồn và xây dựng các mô hình vi tính để hiểu rõ hơn sự vận động phức tạp của loài côn trùng này. Những kết quả nghiên cứu được công bố tại Hội nghị Động lực học Động vật lần thứ 67 do Hiệp hội Vật lý Mỹ tổ chức vào tháng 11-2014.

Dự án Mắt chuồn chuồn xem chuyên gia bay lượn tí hon này như một động vật bay có thể điều khiển nhiều tiềm năng, có thể cung cấp cho con người những “máy bay không người lái” có nhiều ưu điểm như nhỏ, gọn, nhẹ và bí mật hơn bất cứ thứ gì con người từng làm ra, theo Jesse Wheeler, một kỹ sư sinh hóa tại Phòng thí nghiệm Charles Stark Draper Laboratory (CSDL) ở Massachusetts và là nhà nghiên cứu chủ lực của dự án Mắt chuồn chuồn.

Dự án là sự hợp tác giữa CSDL, nơi đang phát triển thiết bị gắn lưng để điều khiển chuồn chuồn và Viện Y học Howard Hughes Medical Institute (HHMI) tại Janelia Farm, nơi các chuyên gia đang tìm cách xác định những dây thần kinh có vai trò điều khiển hoạt động bay của chuồn chuồn, sau đó thêm vào các gen giúp nó nhạy cảm hơn với ánh sáng.

“Dự án này đặt tất cả những tri thức về năng lượng, cảm ứng chuyển động, thuật toán, quang - di truyền học và tinh gọn hóa vào trong một hệ thống đủ nhỏ để một con côn trùng có thể mang trên mình”, Wheeler nói.

Với việc có thể gói gọn tất cả công nghệ vào một cấu trúc tí hon, dự án này có thể mở ra triển vọng có thể điều khiển được tất cả các loài côn trùng nhỏ biết bay như ong và chuồn chuồn. Một yếu tố quan trọng giúp thu nhỏ cấu trúc là việc dùng các miếng pin mặt trời để cung cấp năng lượng, giúp giảm đáng kể kích thước so với dùng pin. Các nhà khoa học cũng tích hợp hệ thống điều khiển và dò đường, giúp việc dò đường tự động hoàn toàn có thể kích hoạt khi nằm ngoài môi trường kiểm soát.

Có những thiết bị nhỏ hơn bộ gắn lưng chuồn chuồn đã được CSDL chế tạo gồm các sợi quang có thể quấn quanh những sợi dây thần kinh của chuồn chuồn, nhờ đó các kỹ sư có thể chỉ cần nhắm đến các neuron liên quan đến hoạt động bay, một đại diện của CSDL nói.

Ngoài việc kiểm soát hoạt động bay của chuồn chuồn, những sợi dây này cũng có thể được ứng dụng vào y học để điều trị bệnh cho con người. “Một ngày nào đó, những công cụ tương tự có thể mang lại những liệu pháp trị liệu y khoa tiên tiến hơn cho con người, và ít hiệu ứng phụ hơn. Kỹ thuật cáp quang của chúng tôi mở ra một chân trời mới, cung cấp những giải pháp mới để có thể nhắm tới những sợi thần kinh nhỏ hơn và cho hiệu quả cao hơn”, kỹ sư Wheeler nói. 

Anh Kiệt (Theo Live Science)

Núp bóng doanh nghiệp hoạt động lĩnh vực vui chơi giải trí quốc tế,  Zeng Hua (Tăng Hoa), HKTT tại Ma Cao, Trung Quốc, là Giám đốc kiêm Chủ tịch hội đồng quản trị Công ty TNHH Vui chơi giải trí và Du lịch Thái Dương đã cho lắp đặt các thiết bị, vật dụng và thuê các đối tượng gồm cả người nước ngoài và người Việt Nam điều hành hoạt động tổ chức đánh bạc và đánh bạc với quy mô "khủng".

Các hộ dân cho rằng, 2 tòa tháp 13 tầng nằm trong dự án Nhà tang lễ quận Thanh Xuân (phường Khương Đình, Hà Nội) nhằm lưu trữ tro cốt sẽ ảnh hưởng đến đời sống hàng ngày, do đó, họ đã gửi đơn kiến nghị đến nhiều nơi.

Ngày 6/5, Công an tỉnh Ninh Bình cho biết, đơn vị đã ra quyết định khởi tố vụ án, khởi tố bị can và ra lệnh bắt tạm giam đối với Nguyễn Văn Lợi, SN 1984, trú tại thôn 1 Hải Đường, xã Hải Anh, tỉnh Ninh Bình về hành vi “Lừa đảo chiếm đoạt tài sản” theo quy định tại Điều 174, Bộ luật Hình sự.

Thanh tra TP Huế vừa có kết luận chỉ ra nhiều sai phạm trong quản lý, sử dụng nhà, đất công trên địa bàn. Đáng chú ý, có tới 245 cơ sở nhà, đất đã được phê duyệt phương án sắp xếp, xử lý từ trước, nhưng đến thời điểm thanh tra vẫn chưa thực hiện được theo kế hoạch. Sự chậm trễ kéo dài trong tổ chức thực hiện đã làm giảm hiệu quả quản lý tài sản công.

Là công trình đặc trưng của văn hóa Chăm Pa có nhiều giá trị khoa học, lịch sử, kiến trúc, di tích tháp đôi Liễu Cốc (ở làng Liễu Cốc Thượng, phường Kim Trà, TP Huế) hơn 1.000 năm tuổi đã được các cơ quan chức năng tổ chức khai quật khảo cổ học 2 đợt. Tuy nhiên đến nay, di tích kiến trúc - nghệ thuật cấp quốc gia này đang trong tình trạng xuống cấp, chưa được tu bổ, bảo tồn để phát huy giá trị di tích.

U17 Việt Nam bước vào Vòng chung kết (VCK) U17 châu Á 2026 với tâm thế của một đội bóng trẻ giàu khát vọng, nhưng phía sau trận ra quân gặp U17 Yemen không chỉ là câu chuyện điểm số. Đây còn là phép thử quan trọng cho quá trình phát triển bóng đá trẻ Việt Nam, nơi mỗi giải đấu châu lục đều trở thành thước đo về chất lượng đào tạo, bản lĩnh thi đấu và khả năng cạnh tranh của thế hệ kế cận.

Ban Chỉ đạo Phòng thủ dân sự Quốc gia vừa có văn bản gửi UBND các tỉnh, thành phố khu vực Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ và ven biển từ Quảng Ninh đến Quảng Ngãi về việc chủ động ứng phó với mưa lớn, lốc, sét, mưa đá, lũ quét, sạt lở đất và gió mạnh trên biển.

Kỳ thi tốt nghiệp THPT năm 2026 ghi nhận số lượng thí sinh tự do đăng ký dự thi tăng cao chưa từng có, với gần 64.000 thí sinh. Thực tế này không chỉ phản ánh nhu cầu thi lại để tìm đường vào đại học của nhiều người học, mà còn đặt ra yêu cầu về công tác hướng nghiệp cho học sinh cần hiệu quả hơn.

Hàng loạt tài xế chạy xe quá tốc độ bị tổ công tác của Đội CSGT số 11 (Phòng CSGT Công an TP Hà Nội) xử lý trong quá trình làm nhiệm vụ trên tuyến Hoà Lạc – Hoà Bình, đồng thời cảnh báo nguy hiểm đối với hành vi vi phạm này có thể dẫn tới tai nạn nghiêm trọng, thiệt hại về người và tài sản.

Kỳ tuyển sinh đầu cấp và thi vào lớp 10 tại TP Hồ Chí Minh năm học 2026 -2027 ghi nhận nhiều điểm mới về phương thức tuyển sinh, phân bổ chỉ tiêu và cách thức đăng ký. Trong bối cảnh số lượng học sinh tăng mạnh, áp lực thi cử vẫn hiện hữu, đòi hỏi những giải pháp căn cơ để giảm căng thẳng cho học sinh và phụ huynh.

Ngày 6/5, Công an tỉnh Bắc Ninh cho biết, Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh vừa ra Quyết định khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 1 đối tượng về tội “Vu khống” dưới hình thức gửi 31 đơn thư đến nhiều cơ quan chức năng, gây ảnh hưởng xấu đến uy tín, danh dự của người khác.

©2004. Bản quyền thuộc về Báo Công An Nhân Dân.
®Không sao chép dưới mọi hình thức khi chưa có sự đồng ý bằng văn bản của Báo Công An Nhân Dân.
English | 中文