Cảm biến mới có kích thước siêu nhỏ với đường kính chỉ 1,7 mm. Thiết bị này có khả năng đo lực, áp suất và độ xoắn theo mọi hướng bằng cách sử dụng ánh sáng thay vì các linh kiện điện tử truyền thống. Theo các nhà nghiên cứu, thiết bị này giúp robot phát hiện sớm các va chạm không an toàn trong các ca phẫu thuật tinh vi để phản hồi ngay lập tức.
Nhóm nghiên cứu cũng chứng minh qua các thử nghiệm rằng thiết bị có thể phát hiện được các vật thể mô phỏng khối u nằm sâu bên trong các mô hình mô.
Công trình đột phá này là thành quả của đội ngũ nghiên cứu thuộc Đại học Giao thông Thượng Hải. Hiện nay, các hệ thống phẫu thuật robot hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào hình ảnh nhưng lại gặp khó khăn trong việc cảm nhận tương tác vật lý trong không gian phẫu thuật chật hẹp. Các loại cảm biến lực hiện có thường quá cồng kềnh hoặc phức tạp để tích hợp vào những công cụ y tế nhỏ.
Trưởng nhóm nghiên cứu Jianlong Yang cho biết công nghệ mới cho phép máy móc đo được lực tiếp xúc, áp suất, lực cắt và độ xoắn. Điều này giúp robot điều chỉnh hành động trong thời gian thực, đặc biệt là trong các môi trường hẹp và nhạy cảm.
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế cảm biến dựa trên một sợi quang có đầu bằng chất đàn hồi mềm. Khi đầu cảm biến chạm vào một vật thể, nó sẽ biến dạng nhẹ và làm thay đổi cách ánh sáng lan truyền bên trong.
Hệ thống sau đó sẽ truyền mô hình ánh sáng này đến camera thông qua một bó sợi quang. Dữ liệu hình ảnh thu được sẽ được phân tích bằng phương pháp xử lý dữ liệu hiện đại để tính toán lực và mô-men xoắn theo mọi hướng.
Thiết kế này giúp loại bỏ hệ thống dây dẫn phức tạp thường thấy trên các cảm biến siêu nhỏ truyền thống. Thay vì đo lực theo từng phần riêng lẻ, công nghệ này cảm nhận toàn bộ trạng thái tiếp xúc chỉ trong một bước duy nhất.
Các hệ thống robot dùng trong phẫu thuật thường hoạt động trong những không gian cực kỳ hạn chế như bên trong mắt hoặc qua các vết mổ hẹp. Việc trang bị thêm xúc giác sẽ giúp các công cụ y tế trở nên an toàn và chính xác hơn, từ đó giảm thiểu rủi ro gây tổn thương ngoài ý muốn cho các mô nhạy cảm trên cơ thể.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch cải thiện quy trình sản xuất trước khi đưa vào thương mại hóa. Mục tiêu tiếp theo là tích hợp cảm biến vào các hệ thống robot y tế và công nghiệp để thử nghiệm dài hạn trong điều kiện vận hành thực tế.
Khánh Linh
Theo IE
