Cấu trúc độc đáo của râu voi mang lại cho chúng khả năng cảm nhận "thông minh" bẩm sinh.

Tác giả dangkhoa 25/02/2026 17 phút đọc

Cấu trúc độc đáo của râu voi mang lại cho chúng khả năng cảm nhận "thông minh" bẩm sinh.

Các đặc tính vật liệu thay đổi dần từ gốc đến ngọn để điều hướng tốt hơn và thao tác chính xác hơn.

Nguồn ảnh: MPI-IS/A. Posada và Vườn thú Heidelberg

Vòi voi là một bộ phận kỳ diệu, đủ linh hoạt để uốn cong và duỗi thẳng khi nó tìm kiếm thức ăn, nhưng cũng đủ cứng để nắm bắt và xử lý ngay cả những vật thể mỏng manh như đậu phộng hay bánh tortilla. Đó là bởi vì vòi voi cực kỳ nhạy cảm với xúc giác. Các nhà khoa học đã xác định rằng những sợi lông nhỏ dọc theo vòi đóng vai trò quan trọng trong sự nhạy cảm đó nhờ cấu trúc độc đáo của chúng, tạo nên một loại "trí thông minh vật chất" bẩm sinh, theo một bài báo mới được công bố trên tạp chí Science.

Như đã đưa tin trước đây , việc nghiên cứu râu ( lông xúc giác ) ở động vật có vú đã có từ lâu . Theo nhiều nghiên cứu trước đây, chuột, mèo, sóc cây, cá nốt, hải cẩu cảng, rái cá biển, chồn hôi, chuột chù, chuột túi tammar, sư tử biển và chuột chũi trụi lông đều có cấu trúc râu cơ bản rất giống nhau. Trong số các ứng dụng tiềm năng khác, nghiên cứu như vậy một ngày nào đó có thể cho phép các nhà khoa học chế tạo râu nhân tạo làm cảm biến xúc giác trong robot, cũng như tìm hiểu thêm về xúc giác của con người.

Râu ria phức tạp hơn nhiều so với người ta tưởng, cả về cấu trúc và chức năng. Ví dụ, chuột có khoảng 30 sợi râu lớn và hàng chục sợi râu nhỏ hơn, là một phần của "hệ thống cảm giác vận động quét" phức tạp cho phép chuột thực hiện nhiều nhiệm vụ đa dạng như phân tích kết cấu, chạm chủ động để tìm đường, nhận dạng hình mẫu và định vị vật thể, chỉ bằng cách quét địa hình bằng râu của chúng.

Về mặt kỹ thuật, râu chuột chỉ là những sợi lông, một tập hợp các tế bào keratin đã chết. Chính những gì chúng bám vào mới khiến chúng nhạy cảm như đầu ngón tay người. Mỗi sợi râu chuột được gắn vào một nang lông, nối nó với một "ống" được tạo thành từ tới 4.000 tế bào thần kinh được sắp xếp dày đặc. Cùng nhau, chúng tạo thành một mạng lưới hoặc mảng đóng vai trò như một "bản đồ" địa hình, cho não chuột biết chính xác những vật thể nào đang hiện diện và những chuyển động nào đang diễn ra trong môi trường xung quanh. Tất cả các ống này lại được kết nối với nhau thành một loại mạng lưới thần kinh, vì vậy chuột nhận được các tín hiệu đa chiều về môi trường của nó. Râu chuột cũng cộng hưởng với một số tần số nhất định; có những sợi râu ngắn hơn gần mũi, và những sợi dài hơn ở phía sau, cho phép chuột tạo ra một loại "bản đồ tần số" bằng cách thọc mũi khắp nơi.

Theo các tác giả của bài báo mới nhất này, râu voi có lẽ giống râu mèo nhất. Tuy nhiên, không giống như râu mèo, râu voi không chuyển động. Râu mọc thành hàng dọc theo hai bên bề mặt vòi; số lượng và kiểu sắp xếp của chúng phụ thuộc vào loài. Andrew Schulz, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ làm việc về xúc giác tại Viện Hệ thống Thông minh Max Planck, và các đồng tác giả đã sử dụng sự kết hợp giữa hình ảnh vi mô CTR, kính hiển vi điện tử, thử nghiệm cơ học và mô hình máy tính chức năng để tìm hiểu thêm về râu voi châu Á: không chỉ hình dạng (hình học) mà còn cả độ xốp và độ cứng vật liệu của chúng (tức là độ mềm của chúng).

Suýt nữa thôi

Các bản quét vi chụp CT cho thấy râu voi dày và sắc như lưỡi dao, khác với râu thon của chuột và chuột cống. Cấu trúc của chúng xốp, có phần đáy rỗng và nhiều kênh bên trong, tương tự như cấu trúc ở móng ngựa hoặc sừng cừu. Điều đó làm cho râu voi có khả năng chống va đập tốt hơn và ít bị gãy hơn - một đặc điểm quan trọng, vì một khi bị hư hại, râu voi sẽ không mọc lại.

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng một khối kim cương có kích thước bằng một tế bào để ấn vào thành của từng sợi râu voi và mèo, cả ở gốc và ngọn. Họ phát hiện ra rằng gốc của cả râu voi và râu mèo đều cứng như nhựa, dần dần mềm ra ở phần ngọn, có độ đàn hồi giống như cao su — không giống như lông trên cơ thể voi châu Á, vốn cứng ở khắp mọi nơi.

Nhưng liệu sự thay đổi độ cứng đó có thực sự ảnh hưởng đến độ nhạy cảm của vòi voi đối với xúc giác? Để tìm hiểu, nhóm nghiên cứu đã in 3D một phiên bản lớn hơn của râu voi, có kích thước bằng một chiếc đũa phép. Đồng tác giả Katherine Kuchenbecker, người hướng dẫn của Schultz tại MPI, đã thử nghiệm chiếc đũa phép khi đi bộ qua các hành lang, gõ vào các cột và lan can. Và đúng vậy, nó hóa ra là một dụng cụ nhạy cảm. “Tôi nhận thấy rằng khi gõ vào lan can bằng các phần khác nhau của chiếc đũa phép làm từ râu voi, cảm giác rất khác biệt—mềm mại và nhẹ nhàng ở đầu, và sắc nét và mạnh mẽ ở gốc,” Kuchenbecker nói . “Tôi không cần nhìn để biết vị trí tiếp xúc; tôi chỉ cần cảm nhận được.”

Các mô phỏng tính toán của nhóm nghiên cứu đã xác nhận giả thuyết đó. “Độ dốc độ cứng cung cấp một bản đồ cho phép voi phát hiện vị trí tiếp xúc dọc theo từng sợi râu,” Schultz nói. “Đặc tính này giúp chúng biết vòi của mình cách vật thể bao xa… tất cả đều được tích hợp vào hình dạng, độ xốp và độ cứng của sợi râu. Các kỹ sư gọi hiện tượng tự nhiên này là trí thông minh thể hiện. Các cảm biến lấy cảm hứng từ sinh học có độ dốc độ cứng nhân tạo giống như của voi có thể cung cấp thông tin chính xác với chi phí tính toán thấp chỉ bằng thiết kế vật liệu thông minh.”