Khám phá về một loại vật liệu polyme mềm có thể ‘suy nghĩ’, có những ứng dụng tiềm năng cho các hệ thống tìm kiếm cứu nạn, sửa chữa cơ sở hạ tầng và các ứng dụng khác nữa.
Các nhà nghiên cứu ở Hoa Kỳ đã phát triển một loại vật liệu có thể phản ứng với các kích thích cơ học tương tự như con người.
Nghiên cứu được công bố vào đầu tuần trước trên tạp chí Nature, mô tả một giải pháp thay thế mới cho các mạch tích hợp. Mạch tích hợp hiện nay được sử dụng trên tất cả các loại thiết bị điện tử như điện thoại, ô tô…Các mạch tích hợp là nỗ lực tốt nhất của các kỹ sư trong việc xử lý thông tin tương tự như cách bộ não thực hiện.
Nghiên cứu viên chính Ryan Harne nói: “Điều khiến con người trở nên thông minh là chúng ta biết quan sát, cảm nhận, suy nghĩ và xử lý thông tin mà chúng ta nhận được thông qua các giác quan, phản ánh mối quan hệ giữa thông tin đó và cách chúng ta phản ứng với chúng".
Ông Ryan Harne và ông James F. Will, Phó Giáo sư Kỹ thuật Cơ khí tại Penn State giải thích: “Chúng tôi đã tạo ra mô hình đầu tiên về một loại vật liệu kỹ thuật có thể đồng thời cảm nhận, suy nghĩ và hành động khi nó cảm nhận thấy sự căng thẳng cơ học, mà không cần có các mạch tích hợp để xử lý như vậy đối với các tín hiệu. Vật liệu polyme mềm hoạt động giống như một bộ não có thể tiếp nhận các chuỗi thông tin kỹ thuật số sau đó xử lý, tạo ra các chuỗi thông tin kỹ thuật số mới có thể điều khiển các phản ứng”.
-
- Vật liệu mạch tích hợp cơ học có thể thực hiện các tác vụ tính toán như một máy tính mà không cần đến máy tính. Đây là ví dụ số học, so sánh các con số và chuyển đổi thông tin kỹ thuật số thành dạng hiển thị LED. (Ảnh: Charles El Helou / Penn State)
Khám phá có những ứng dụng tiềm năng cho các hệ thống tìm kiếm cứu nạn, sửa chữa cơ sở hạ tầng và các ứng dụng khác nữa.
Ông Harne nói: “Chúng tôi đã khám phá ra cách sử dụng toán học và động học - cách các thành phần riêng lẻ của một hệ thống chuyển động - trong các mạng cơ - điện. Điều này khiến chúng tôi nhận ra một dạng trí thông minh cơ bản trong vật liệu kỹ thuật, bằng cách tạo điều kiện để một hệ thống vật liệu mềm có thể xử lý thông tin hoàn toàn nội tại trong hệ thống đó”.
Để các vật liệu xử lý thông tin như bộ não của chúng ta, gần như ngay lập tức và cực kỳ hiệu quả, chúng phải thực hiện vô số phép tính phức tạp. Do đó, khi các nhà nghiên cứu đặt vật liệu vào môi trường có lực tác dụng, nó sẽ số hóa thông tin thành các tín hiệu mà hệ thống mạng của nó có thể đánh giá được.
Ông Harne nói tiếp: “Điều khiến con người trở nên thông minh là do chúng ta biết quan sát, suy nghĩ về thông tin mà chúng ta nhận được thông qua các giác quan, phản ánh mối quan hệ giữa thông tin đó và cách chúng ta có thể phản ứng”.
Nhóm nghiên cứu hiện đang tiếp tục phát triển để hệ thống vật liệu này có thể xử lý các thông tin hình ảnh tương tự như cách nó thực hiện với các kích thích vật lý.
“Chúng tôi hiện đang biên dịch các kích thích vật lý thành một phương tiện ‘nhìn thấy’ để tăng cường cảm giác như ‘chạm vào’ mà chúng tôi hiện đang tạo ra”, Harne nói. “Mục tiêu của chúng tôi là phát triển một loại vật liệu thể hiện khả năng điều hướng tự động trong môi trường, bằng cách nhận biết các dấu hiệu hình ảnh, theo dõi chúng và điều khiển. Như vậy chúng có thể tránh được các tác động của lực cơ học bất lợi, chẳng hạn như một thứ gì đó có thể dẫm đè lên nó”.
