Dũng Đỗ
Writer
Dự án do Đại học Bristol của Anh chủ trì, được tài trợ bởi Cơ quan Nghiên cứu và Sáng chế Tiên tiến (ARIA) của Anh, nhằm mục tiêu tự động hóa thiết kế phần cứng và bộ điều khiển thông minh cho tay robot bằng AI, tạo mẫu nhanh bằng in 3D và "dân chủ hóa" sự khéo léo của robot.
Tay robot khéo léo như người: Bước tiến mới nhờ AI
Một nhóm các nhà nghiên cứu do Đại học Bristol (Anh) dẫn đầu đang đạt được những bước tiến quan trọng trong việc phát triển các bàn tay robot có khả năng khéo léo tương tự như bàn tay con người. Dự án này vừa nhận được nguồn tài trợ mới từ Cơ quan Nghiên cứu và Sáng chế Tiên tiến (ARIA) của Vương quốc Anh, như một phần của chương trình "Sự khéo léo của Robot" (Robot Dexterity) trị giá 57 triệu bảng Anh của ARIA.
Mục tiêu cốt lõi của dự án là đồng thiết kế (co-design) các bàn tay robot và bộ điều khiển thông minh bằng cách sử dụng Trí tuệ Nhân tạo (AI), nhằm mang lại khả năng thao tác chính xác và dễ thích ứng cho robot. Sáng kiến này, có sự tham gia của các nhà nghiên cứu từ Đại học Bristol và Imperial College London, hứa hẹn sẽ nâng cao đáng kể năng lực của robot và thúc đẩy năng suất của con người trong nhiều lĩnh vực.
Giáo sư Nathan Lepora, chuyên ngành robot tại Đại học Bristol, cho biết trong một tuyên bố: “Bằng cách kết hợp chuyên môn của chúng tôi trong việc chế tạo nhanh các bàn tay robot khéo léo với chuyên môn của Ed John (cộng tác viên) về học máy cho robot trong các tác vụ đòi hỏi sự khéo léo cao, chúng tôi đặt mục tiêu tạo ra các bàn tay robot khéo léo có thể được đồng thiết kế với bộ điều khiển thông minh, tiến gần hơn đến việc sở hữu khả năng thao tác giống như con người.”
AI "thiết kế" tay robot: Giải quyết thách thức then chốt
Nhóm nghiên cứu đang tập trung giải quyết một trong những thách thức quan trọng nhất của ngành robot học: thiết kế các bàn tay robot với sự khéo léo tương đương bàn tay người. Mục tiêu của họ là xác định các thiết kế tối ưu cho thế hệ robot thao tác tiếp theo bằng cách tự động hóa quá trình đồng thiết kế phần cứng và bộ điều khiển. Với sự hậu thuẫn từ chương trình của ARIA, nhóm hy vọng sẽ giúp người dùng dễ dàng hơn trong việc tạo ra các giải pháp robot được tùy chỉnh riêng cho các tác vụ cụ thể.
Hiện tại, các thiết kế robot thường được phát triển thủ công, và thường không có gì đảm bảo rằng kết quả cuối cùng là tối ưu cho nhiệm vụ dự định. Để khắc phục điều này, nhóm sẽ phát triển một phần mềm dựa trên AI, lấy cảm hứng từ quá trình tiến hóa sinh học. Hệ thống này sẽ cho phép người dùng nhập vào một tác vụ cụ thể và các ràng buộc của nó, sau đó AI sẽ tự động tạo ra và tối ưu hóa các thiết kế bàn tay robot mới lạ cùng các hệ thống điều khiển thông minh tương ứng.
Trước đó, vào năm 2024, nhóm nghiên cứu tại Đại học Bristol đã tạo ra một bàn tay robot bốn ngón với đầu ngón tay nhân tạo có khả năng cảm ứng xúc giác, có thể xoay các vật thể như quả bóng và đồ chơi theo mọi hướng và định hướng.
Từ nguyên mẫu in 3D đến thử nghiệm thực tế quy mô lớn
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu sẽ xây dựng một nền tảng robot có thể in 3D hoàn toàn để hỗ trợ việc tạo mẫu và lặp lại thiết kế một cách nhanh chóng. Một trung tâm chuyên dụng cũng sẽ được thành lập để tiến hành các thử nghiệm quy mô lớn trong điều kiện thực tế. Cuối cùng, dự án tìm cách "dân chủ hóa" khả năng tiếp cận sự khéo léo của robot, cho phép đổi mới và ứng dụng rộng rãi hơn trong nhiều ngành công nghiệp.
Giáo sư Lepora nhấn mạnh: “Khả năng thao tác mạnh mẽ bằng tay robot sẽ có những tác động mang tính cách mạng đối với công nghiệp và xã hội, và đó chính là nút thắt cổ chai quan trọng trong việc tạo ra các robot hình người thực tế. Giờ đây, việc in 3D toàn bộ một bàn tay robot, bao gồm cả cảm biến xúc giác để điều khiển bàn tay bằng công nghệ được phát triển ở Bristol, là hoàn toàn có thể.”
Robot nhạy cảm với xúc giác: Biến đổi các ngành công nghiệp
Việc cải thiện sự khéo léo của bàn tay robot có thể biến đổi nhiều ngành công nghiệp bằng cách tự động hóa các công việc như xử lý hàng hóa trong siêu thị và tái chế rác thải.
Năm 2024, nhóm của Giáo sư Lepora đã phát triển một bàn tay robot bốn ngón với đầu ngón tay nhân tạo có cảm biến xúc giác tiên tiến. Bàn tay sáng tạo này có thể xoay các vật thể theo mọi hướng và định hướng, ngay cả khi được đặt lộn ngược – một kỳ tích chưa từng đạt được trước đây, theo TechXplore. Sự phát triển của cảm biến xúc giác độ phân giải cao cho tay robot trở nên khả thi nhờ những tiến bộ trong công nghệ camera của điện thoại thông minh, vốn đã tạo ra những chiếc camera đủ nhỏ để lắp vừa bên trong đầu ngón tay robot.
Tại Đại học Bristol, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một đầu ngón tay nhân tạo có cảm biến xúc giác bằng cách sử dụng một lưới in 3D gồm các nhú giống như gai nhỏ (papillae) mô phỏng cấu trúc bên trong của da người. Các nhú này được chế tạo bằng máy in 3D tiên tiến có khả năng kết hợp vật liệu mềm và cứng để tái tạo sự phức tạp của mô sinh học.
Trong các thử nghiệm ban đầu, robot gặp khó khăn trong việc duy trì độ bám và thường làm rơi vật thể. Tuy nhiên, bằng cách huấn luyện bàn tay sử dụng dữ liệu xúc giác, nhóm nghiên cứu cuối cùng đã thành công. Robot sau đó có thể xoay và cầm nắm vật thể một cách đáng tin cậy, ngay cả khi đang được di chuyển trên một cánh tay robot, đánh dấu một bước tiến lớn trong lĩnh vực thao tác khéo léo.
Sáng kiến này hứa hẹn sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho robot, nơi chúng không chỉ mạnh mẽ mà còn thực sự khéo léo, có khả năng thực hiện những công việc đòi hỏi sự tinh tế và linh hoạt cao.
Tay robot khéo léo như người: Bước tiến mới nhờ AI
Một nhóm các nhà nghiên cứu do Đại học Bristol (Anh) dẫn đầu đang đạt được những bước tiến quan trọng trong việc phát triển các bàn tay robot có khả năng khéo léo tương tự như bàn tay con người. Dự án này vừa nhận được nguồn tài trợ mới từ Cơ quan Nghiên cứu và Sáng chế Tiên tiến (ARIA) của Vương quốc Anh, như một phần của chương trình "Sự khéo léo của Robot" (Robot Dexterity) trị giá 57 triệu bảng Anh của ARIA.
Mục tiêu cốt lõi của dự án là đồng thiết kế (co-design) các bàn tay robot và bộ điều khiển thông minh bằng cách sử dụng Trí tuệ Nhân tạo (AI), nhằm mang lại khả năng thao tác chính xác và dễ thích ứng cho robot. Sáng kiến này, có sự tham gia của các nhà nghiên cứu từ Đại học Bristol và Imperial College London, hứa hẹn sẽ nâng cao đáng kể năng lực của robot và thúc đẩy năng suất của con người trong nhiều lĩnh vực.
Giáo sư Nathan Lepora, chuyên ngành robot tại Đại học Bristol, cho biết trong một tuyên bố: “Bằng cách kết hợp chuyên môn của chúng tôi trong việc chế tạo nhanh các bàn tay robot khéo léo với chuyên môn của Ed John (cộng tác viên) về học máy cho robot trong các tác vụ đòi hỏi sự khéo léo cao, chúng tôi đặt mục tiêu tạo ra các bàn tay robot khéo léo có thể được đồng thiết kế với bộ điều khiển thông minh, tiến gần hơn đến việc sở hữu khả năng thao tác giống như con người.”
AI "thiết kế" tay robot: Giải quyết thách thức then chốt
Nhóm nghiên cứu đang tập trung giải quyết một trong những thách thức quan trọng nhất của ngành robot học: thiết kế các bàn tay robot với sự khéo léo tương đương bàn tay người. Mục tiêu của họ là xác định các thiết kế tối ưu cho thế hệ robot thao tác tiếp theo bằng cách tự động hóa quá trình đồng thiết kế phần cứng và bộ điều khiển. Với sự hậu thuẫn từ chương trình của ARIA, nhóm hy vọng sẽ giúp người dùng dễ dàng hơn trong việc tạo ra các giải pháp robot được tùy chỉnh riêng cho các tác vụ cụ thể.
Hiện tại, các thiết kế robot thường được phát triển thủ công, và thường không có gì đảm bảo rằng kết quả cuối cùng là tối ưu cho nhiệm vụ dự định. Để khắc phục điều này, nhóm sẽ phát triển một phần mềm dựa trên AI, lấy cảm hứng từ quá trình tiến hóa sinh học. Hệ thống này sẽ cho phép người dùng nhập vào một tác vụ cụ thể và các ràng buộc của nó, sau đó AI sẽ tự động tạo ra và tối ưu hóa các thiết kế bàn tay robot mới lạ cùng các hệ thống điều khiển thông minh tương ứng.
Trước đó, vào năm 2024, nhóm nghiên cứu tại Đại học Bristol đã tạo ra một bàn tay robot bốn ngón với đầu ngón tay nhân tạo có khả năng cảm ứng xúc giác, có thể xoay các vật thể như quả bóng và đồ chơi theo mọi hướng và định hướng.
Từ nguyên mẫu in 3D đến thử nghiệm thực tế quy mô lớn
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu sẽ xây dựng một nền tảng robot có thể in 3D hoàn toàn để hỗ trợ việc tạo mẫu và lặp lại thiết kế một cách nhanh chóng. Một trung tâm chuyên dụng cũng sẽ được thành lập để tiến hành các thử nghiệm quy mô lớn trong điều kiện thực tế. Cuối cùng, dự án tìm cách "dân chủ hóa" khả năng tiếp cận sự khéo léo của robot, cho phép đổi mới và ứng dụng rộng rãi hơn trong nhiều ngành công nghiệp.
Giáo sư Lepora nhấn mạnh: “Khả năng thao tác mạnh mẽ bằng tay robot sẽ có những tác động mang tính cách mạng đối với công nghiệp và xã hội, và đó chính là nút thắt cổ chai quan trọng trong việc tạo ra các robot hình người thực tế. Giờ đây, việc in 3D toàn bộ một bàn tay robot, bao gồm cả cảm biến xúc giác để điều khiển bàn tay bằng công nghệ được phát triển ở Bristol, là hoàn toàn có thể.”
Robot nhạy cảm với xúc giác: Biến đổi các ngành công nghiệp
Việc cải thiện sự khéo léo của bàn tay robot có thể biến đổi nhiều ngành công nghiệp bằng cách tự động hóa các công việc như xử lý hàng hóa trong siêu thị và tái chế rác thải.
Năm 2024, nhóm của Giáo sư Lepora đã phát triển một bàn tay robot bốn ngón với đầu ngón tay nhân tạo có cảm biến xúc giác tiên tiến. Bàn tay sáng tạo này có thể xoay các vật thể theo mọi hướng và định hướng, ngay cả khi được đặt lộn ngược – một kỳ tích chưa từng đạt được trước đây, theo TechXplore. Sự phát triển của cảm biến xúc giác độ phân giải cao cho tay robot trở nên khả thi nhờ những tiến bộ trong công nghệ camera của điện thoại thông minh, vốn đã tạo ra những chiếc camera đủ nhỏ để lắp vừa bên trong đầu ngón tay robot.
Tại Đại học Bristol, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một đầu ngón tay nhân tạo có cảm biến xúc giác bằng cách sử dụng một lưới in 3D gồm các nhú giống như gai nhỏ (papillae) mô phỏng cấu trúc bên trong của da người. Các nhú này được chế tạo bằng máy in 3D tiên tiến có khả năng kết hợp vật liệu mềm và cứng để tái tạo sự phức tạp của mô sinh học.
Trong các thử nghiệm ban đầu, robot gặp khó khăn trong việc duy trì độ bám và thường làm rơi vật thể. Tuy nhiên, bằng cách huấn luyện bàn tay sử dụng dữ liệu xúc giác, nhóm nghiên cứu cuối cùng đã thành công. Robot sau đó có thể xoay và cầm nắm vật thể một cách đáng tin cậy, ngay cả khi đang được di chuyển trên một cánh tay robot, đánh dấu một bước tiến lớn trong lĩnh vực thao tác khéo léo.
Sáng kiến này hứa hẹn sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho robot, nơi chúng không chỉ mạnh mẽ mà còn thực sự khéo léo, có khả năng thực hiện những công việc đòi hỏi sự tinh tế và linh hoạt cao.
