Phát hiện này, lấy cảm hứng từ loài dơi và được công bố trên tạp chí Science Robotics , cho thấy siêu âm có thể là một giải pháp thay thế cho các công nghệ định vị hiện có, vốn làm tăng trọng lượng và chi phí cho máy bay không người lái hoặc hoạt động kém hiệu quả trong điều kiện khó khăn.

Một robot bay không người lái được phát triển trong phòng thí nghiệm của Nitin J. Sanket đang di chuyển giữa những tán cây. Ảnh: Giáo sư Nitin J. Sanket / Viện Bách khoa Worcester.

"Những con dơi nặng chưa bằng hai chiếc kẹp giấy có thể định hướng chính xác trong các hang động tối tăm, ẩm ướt và bụi bặm bằng cách phát ra những tiếng kêu ngắn và lắng nghe tiếng vọng yếu ớt với số lượng tế bào thần kinh hạn chế," Sanket, trợ lý giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Robot, cho biết.

"Bằng cách tạo ra một hệ thống dựa trên siêu âm chỉ cần hai cảm biến nhỏ và ít khả năng tính toán, chúng ta có thể mở ra cơ hội cho các robot bay nhỏ nhận biết môi trường xung quanh, đưa ra quyết định và hoạt động độc lập lâu hơn ở những nơi phức tạp, nguy hiểm mà các robot bay hiện tại gặp khó khăn."

Nghiên cứu của Sanket tập trung vào robot lấy cảm hứng từ thiên nhiên, chẳng hạn như ong và dơi. Robot bay tự hành thường sử dụng cảm biến, bộ điều khiển, camera, nguồn điện và các thuật toán phức tạp để nhận biết môi trường xung quanh và đưa ra quyết định điều hướng.

Một số robot thu thập thông tin về cảnh quan bằng cách phân tích sóng radio hoặc xung ánh sáng. Tuy nhiên, công nghệ dựa trên lidar (phát hiện và đo khoảng cách bằng ánh sáng) và radar lại cồng kềnh, tiêu tốn nhiều năng lượng và đắt tiền.

Bóng tối, thời tiết xấu và tiếng ồn có thể gây nhiễu các hệ thống nhận biết dựa trên ánh sáng. Âm thanh từ cánh quạt làm tăng thêm độ phức tạp cho các phép tính của robot bay nhằm giải mã các tín hiệu phản hồi hữu ích từ tiếng ồn cánh quạt. Phân tích dữ liệu đòi hỏi thời gian và năng lượng của robot.

Nhóm nghiên cứu do Sanket dẫn đầu đã tùy chỉnh một máy bay không người lái bốn cánh hình chữ X rộng khoảng 6 inch với các cảm biến siêu âm và một rào cản vật lý gọi là tấm chắn âm thanh để giảm tiếng ồn cánh quạt. Họ cũng sử dụng kỹ thuật trí tuệ nhân tạo được gọi là học sâu để huấn luyện máy tính của robot phân tích các mẫu tiếng vọng siêu âm yếu tương tự như cách não dơi xử lý âm thanh để giải mã tiếng vọng.

Họ đã thử nghiệm con robot, nặng khoảng 0,45 kg, ngoài trời trong một khu vực nhiều cây cối và trong nhà trong một phòng thí nghiệm được trang bị các chướng ngại vật như cột nhựa trong suốt hoặc cột kim loại.

Điều hướng robot trên không trong môi trường rừng ngoài trời. Nguồn: Science Robotics (2026). DOI: 10.1126/scirobotics.adz9609

Một số thử nghiệm trong nhà diễn ra trong bóng tối với các chướng ngại vật màu đen, trong khi những thử nghiệm khác được thực hiện khi các nhà nghiên cứu thổi sương mù hoặc tuyết lên đường đua vượt chướng ngại vật. Máy bay không người lái có đủ năng lượng pin để hoạt động trong khoảng năm phút mỗi chuyến bay khi tự động điều hướng theo đường đua.

Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng robot đạt tỷ lệ thành công từ 72% đến 100% trong việc điều hướng qua các chướng ngại vật trong 180 lần thử nghiệm. Robot kém thành công hơn trong việc né tránh các vật thể mỏng, chẳng hạn như cột kim loại, và gặp khó khăn trong việc tránh các cành cây mảnh, vốn phản xạ tín hiệu yếu.

Bước tiếp theo đối với máy bay không người lái lấy cảm hứng từ dơi có thể là sử dụng các thiết bị nhỏ hơn, nhẹ hơn, có thể bay lâu hơn bằng hệ thống siêu âm công suất thấp của nhóm nghiên cứu, Sanket cho biết. Nghiên cứu trong tương lai cũng có thể cải thiện tốc độ bay.

"Trong một nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ thực tế, chỉ vài giây bay thêm thôi cũng có thể quyết định sự sống còn của người sống sót," Sanket nói.

https://techxplore.com/news/2026-03-ultrasound-palm-sized-drones-fog.html (ctngoc)