Robotics (Robot học) là một lĩnh vực kỹ thuật và khoa học máy tính liên quan đến việc hình thành, thiết kế, sản xuất và vận hành robot. Mục tiêu của lĩnh vực này là tạo ra những cỗ máy thông minh, hỗ trợ con người theo nhiều cách khác nhau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá khái niệm robot, lịch sử phát triển và các loại robot nổi tiếng hiện nay.

Robot là gì?

Robotics (Robot học) là một nhánh của kỹ thuật và khoa học máy tính liên quan đến việc hình thành, thiết kế, sản xuất và vận hành robot. Mục tiêu của lĩnh vực robot là tạo ra những cỗ máy thông minh, hỗ trợ con người theo nhiều cách khác nhau.

Robot là gì?

Robotics có nhiều hình thức. Robot có thể trông giống con người hoặc ở dạng ứng dụng, chẳng hạn như tự động hóa quy trình bằng robot, mô phỏng cách con người tương tác với phần mềm để thực hiện nhiệm vụ lặp đi lặp lại dựa trên quy tắc.

Vậy robot là gì? Robot là một loại máy móc tự động có khả năng thực hiện nhiệm vụ cụ thể với rất ít hoặc không có sự can thiệp của con người một cách nhanh chóng, chính xác. Lĩnh vực robot, liên quan đến thiết kế, kỹ thuật và vận hành robot, đã có những tiến bộ đáng kể trong 50 năm qua.

Đến nay, robot đã được xác định là một trong sáu công cụ tăng tốc đổi mới, thúc đẩy chuyển đổi kỹ thuật số.

Lịch sử của robot

Thuật ngữ “Robot học” là một phần mở rộng của từ “Robot”. Một trong người đầu tiên sử dụng thuật ngữ này là nhà văn người Séc – Karel Čapek, trong vở kịch năm 1920 của mình mang tên “Rossum’s Universal Robots”.

Nhà văn người Séc – Karel Čapek (1890-1938)

Tuy nhiên, vào những năm 1940, Từ điển tiếng Anh Oxford đã ghi nhận tác giả khoa học viễn tưởng Isaac Asimov là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ này. Trong câu chuyện của Asimov, ông đề xuất ba nguyên tắc hướng dẫn hành vi của robot tự động và máy móc thông minh:

• Robot không bao giờ được làm hại con người.
• Robot phải tuân theo hướng dẫn của con người mà không vi phạm quy tắc đầu tiên.
• Robot phải tự bảo vệ mình mà không vi phạm những quy tắc khác.

Ba định luật về robot của Asimov vẫn tồn tại cho đến ngày nay. Tuy nhiên, phải đến vài thập kỷ sau, vào năm 1961, robot công nghiệp đầu tiên trên thế giới, Unimate, mới được tạo ra với mục đích di chuyển các mảnh kim loại nóng từ dây chuyền lắp ráp, hàn vào thân xe.

Robot của Viện Nghiên cứu Stanford có tên Shakey cũng ra đời vào năm 1966 với tư cách là robot di động đầu tiên, có khả năng cảm nhận và nắm bắt môi trường. Mặc dù khả năng còn nhiều hạn chế, Shakey có ảnh hưởng to lớn đến trí thông minh nhân tạo và khoa học robot ngày nay.

Robot làm được những gì?

Về cơ bản, có nhiều loại robot khác nhau tùy theo nhiệm vụ chúng thực hiện. Đối với nhiều công việc, robot thậm chí thực hiện tốt hơn nhiều so với con người, chẳng hạn như:

• Tự động hóa các hoạt động thủ công hoặc lặp đi lặp lại trong môi trường doanh nghiệp hoặc khu công nghiệp
• Làm việc trong môi trường không thể đoán trước hoặc mức độ nguy hiểm cao để phát hiện những mối đe dọa
• Xử lý và cung cấp báo cáo về bảo mật doanh nghiệp
• v.v

Robot phẫu thuật là một trong những tiến bộ lớn của ngành y tế

Mặc dù ngày càng phổ biến nhưng việc sử dụng robot vẫn còn một số hạn chế. Ví dụ:

• Robot thực hiện phẫu thuật nhưng không đồng cảm, không thể xoa dịu nỗi sợ hãi, lo lắng, của bệnh nhân;
• Robot giám sát cảm nhận được dấu hiệu nhưng không có hành động chống lại kẻ đột nhập;
• Hầu như không phản ứng chính xác đối với những tình huống bất ngờ.

Khả năng ngày càng phức tạp của robot sẽ loại bỏ một số nhiệm vụ của con người, nhưng không phải tất cả, đặc biệt là những công việc yêu cầu cảm xúc, sự nhạy bén và linh hoạt xử lý tình huống.

Công nghệ robot hiện tại chỉ tự động hóa khoảng 25% nhiệm vụ trong các lĩnh vực. Tuy nhiên, hoạt động của robot phụ thuộc hoàn toàn vào sự lập trình của con người, và có thể sẽ luôn như vậy.

Các loại robot thông minh

Những loại robot khác nhau đảm nhận những công việc, nhiệm vụ riêng:

Robot Android

Android là những robot có hình dạng giống con người. Chúng thường di động, di chuyển bằng bánh xe hoặc đường ray, bắt chước hành vi con người, thậm chí có cả khuôn mặt và biểu cảm.

Theo Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ, những robot hình người này được sử dụng trong các lĩnh vực như: Chăm sóc và hỗ trợ cá nhân, tìm kiếm cứu nạn, khám phá và nghiên cứu không gian, giải trí, y tế, giáo dục, quan hệ công chúng cũng như sản xuất.

Khi trường hợp sử dụng và ứng dụng của chúng bùng nổ, thị trường robot Android dự kiến đạt 13 tỷ USD vào năm 2026.

Robot tự động

Robot tự động hoạt động độc lập mà không cần có người điều khiển. Những robot này thường được thiết kế và lập trình để thực hiện một số nhiệm vụ đặc trưng mà không cần sự giám sát của con người.

Robot tự động được tích hợp cảm biến nhằm nhận thức được thế giới xung quanh, thu thập dữ liệu và tự học hỏi. Ví dụ, robot hút bụi là một loại robot tự động phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng trong rất nhiều gia đình. Ngoài ra có thể kể tới robot cắt cỏ, chatbot, drone tự động,…

Robot điều khiển từ xa

Robot điều khiển từ xa là những robot bán tự động, kết nối internet, cho phép con người điều khiển ở một khoảng cách nhất định.

Chẳng hạn, robot tàu ngầm do con người điều khiển lặn xuống sâu dưới đáy biển để khắc phục sự cố tràn dầu, máy bay không người lái sử dụng cho mục đích trinh thám hoặc dò mìn trên chiến trường,…

Nhiều loại robot điều khiển từ xa phức tạp có thể mang lại cho người điều khiển cảm giác như đang thật sự trải nghiệm ở một môi trường xa xôi, thậm chí nguy hiểm và cho phép họ tương tác với môi trường đó vì chúng liên tục cung cấp phản hồi giác quan.

Robot công nghiệp

Robot công nghiệp là robot tự động thực hiện chức năng và hoạt động cụ thể trong dây chuyền sản xuất hoặc chế biến. Những robot này giảm thiểu hoặc loại bỏ hoàn toàn vai trò con người để đạt được những hiệu quả về tốc độ, công suất và chất lượng.

Cánh tay robot công nghiệp

Robot công nghiệp được điều chỉnh sao cho phù hợp với nhiều trường hợp ứng dụng khác nhau. Việc kết hợp loại robot này với trí tuệ nhân tạo (AI) đưa chúng vượt ra khỏi phạm vi tự động hóa đơn giản, chuyển sang thực hiện các nhiệm vụ cấp cao hơn và phức tạp hơn.

Theo Liên đoàn Robot học Quốc tế (IFR), từ năm 2019, đã có hơn 390.000 robot công nghiệp được lắp đặt trên toàn thế giới – trong đó Trung Quốc, Nhật Bản và Mỹ dẫn đầu.

Trong môi trường công nghiệp, những robot như vậy mang lại lợi ích:

• Tối ưu hóa hiệu suất quá trình;
• Tự động hóa sản xuất để tăng năng suất và hiệu quả;
• Đẩy nhanh quá trình phát triển sản phẩm;
• Tăng cường an toàn lao động;
• Tiết kiệm chi phí

Robot học bầy

Robot học bầy (Swarm robots hay còn gọi là insect robots) hoạt động theo nhóm từ một vài đến hàng nghìn robot vật lý đơn giản, dưới sự giám sát của một bộ điều khiển duy nhất.

Không giống như robot đơn lẻ thông thường, robot bầy đàn nhấn mạnh vào hoạt động của số lượng lớn các robot, thúc đẩy khả năng mở rộng quy mô, ví dụ bằng cách chỉ sử dụng giao tiếp cục bộ không dây, như tần số vô tuyến hoặc hồng ngoại.

Robot thông minh

Đây là loại robot tiên tiến nhất. Robot thông minh có hệ thống AI tích hợp, học hỏi từ môi trường và tích lũy dữ liệu để xây dựng kiến ​​thức và nâng cao năng lực nhằm liên tục cải tiến tự động. Các loại robot thông minh có thể cộng tác với con người giúp giải quyết nhiều vấn đề, bao gồm:

• Thiếu lao động nông nghiệp;
• Xử lý chất thải thực phẩm;
• Nghiên cứu hệ sinh thái biển;
• Tổ chức và kiểm soát tồn kho;
• Dọn dẹp mảnh vụn, tàn dư từ các khu vực xảy ra thảm họa.

Một số robot nổi tiếng trên thế giới hiện nay

Sự tiến bộ của công nghệ robot là một trong những chủ đề được toàn thế giới quan tâm hiện nay.

Robot Ameca – Robot trang bị AI siêu thông minh

Robot Ameca nổi tiếng gây ấn tượng tại triển lãm CES 2022 với khả năng thể hiện những biểu cảm giống hệt con người, khiến giới công nghệ vô cùng bất ngờ.

Robot Ameca được nhiều người đánh giá cao về biểu cảm khuôn mặt

Ameca được trang bị 17 động cơ riêng lẻ bên trong đầu, điều khiển chuyển động giúp các đặc điểm trên khuôn mặt của nó sống động và đầy cảm xúc. Thông qua Ameca, có thể phần nào hình dung ra những robot hình người sẽ trông như thế nào trong tương lai.

Robot Sophia – Đại sứ robot Android

Rất nhiều người có thể đã từng được nghe hoặc trông thấy hình ảnh của Sophia trên các phương tiện thông tin. Được phát triển bởi Hanson Robotics và kích hoạt vào năm 2016, robot hình người hỗ trợ bởi AI – Sophia nhanh chóng trở thành tâm điểm truyền thông. Năm 2017, Sophia được Ả Rập Saudi cấp quyền công dân – trở thành robot đầu tiên được cấp tư cách pháp nhân.

Robot Sophia – Đại sứ robot Android

Trong những năm kể từ đó, Sophia thậm chí xuất hiện trên các trang bìa tạp chí, phát biểu tại hội nghị công nghệ và thay mặt Liên Hợp Quốc tham gia nhiều sự kiện.

Mặc dù được coi là tương lai của trí tuệ nhân tạo, nhiều người trong cộng đồng AI vẫn cho rằng robot Sophia chỉ được sử dụng với mục đích chính là quảng cáo tiếp thị thay vì là một robot có tri giác.

Robot Atlas – Robot linh hoạt như con người

Không giống như hai robot phía trên, Atlas không có khuôn mặt biểu cảm đa dạng. Thay vào đó, robot hình người to lớn này có thể làm được nhiều việc mà các đối thủ cạnh tranh (thậm chí là con người) không thể làm được.

Robot Atlas có cử chỉ linh hoạt giúp ích cho con người

Trong những năm gần đây, công ty chế tạo robot Boston Dynamics đã cho thấy khả năng chạy bộ, nhảy, thực hiện động tác nhào lộn và thậm chí di chuyển qua hàng loạt chướng ngại vật không bằng phẳng của robot Atlas.

Chính những kỹ năng này khiến nó trở nên đặc biệt hữu ích đối với con người. Vào tháng 1 năm 2023, Boston Dynamics đã phát hành một video, cho thấy Atlas lấy một túi dụng cụ và di chuyển lên một giàn giáo nhiều tầng trước khi ném nó lên cho một công nhân ở trên.

Không khó để tưởng tượng ra những ứng dụng được triển khai dựa trên khả năng của Atlas. Vào năm 2020, Sở cảnh sát thành phố New York bắt đầu thuê một con chó robot bốn chân từ Boston Dynamics (được gọi là Digidog) để sử dụng trong tình huống nguy hiểm.

Mặc dù chỉ được sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt, bao gồm cuộc giải cứu con tin hoặc giải quyết sự cố trong tòa nhà công cộng, Digidog đã bị rút khỏi hoạt động vào một năm sau đó do phản ứng dữ dội của công chúng.

Valkyrie – Robot của NASA

Robot cứu hộ của NASA có chiều cao 1.9m và cân nặng lên tới hơn 130kg, có thiết kế tương tự hình người, chế tạo trong vòng 9 tháng. Robot này được phát triển nhằm sử dụng trong việc hỗ trợ người bị nạn khi xảy ra thảm họa thiên tai hoặc các sự cố bất ngờ khác.

Valkyrie – Robot của NASA

Robot Valkyrie đã được thử nghiệm thông qua những tình huống có thể xảy ra trong thực tế. Nhiệm vụ của Valkyrie là lái xe, dọn dẹp rác thải, nâng đỡ, phá tường để cứu người mắc kẹt, cùng một số nhiệm vụ khẩn cấp và công việc khác theo kế hoạch cứu hộ.

Robot Valkyrie cũng được kỳ vọng sẽ có thể đi bộ trên Sao Hỏa, dù điều này không thể thật sự xảy ra, nhưng nó thể hiện một bước quan trọng trong việc phát triển robot giống người thật, có thể bay vào vũ trụ cùng với các phi hành gia trong tương lai.

Robot đang có những bước phát triển vô cùng đáng kinh ngạc theo thời gian. Câu hỏi đặt ra rằng liệu khả năng robot thay thế con người hoàn toàn có thể xảy ra hay không vẫn còn nhiều tranh cãi. Tuy nhiên, không thể phủ nhận rằng robot là công nghệ đã và đang góp phần thay đổi thế giới.

Robot và công nghệ Robotics đã và đang thay đổi cách chúng ta sống và làm việc. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, tương lai của robot hứa hẹn sẽ mang lại nhiều đột phá và tiện ích hơn nữa. Hãy cùng theo dõi và khám phá những thông tin hữu ích khác trên website Người Việt tại Luang Prabang nhé!