Cận cảnh robot mặt 'baby' lần đầu bay lượn bằng ba lô phản lực

Theo Live Science, robot này không chỉ gây chú ý bởi ngoại hình trẻ thơ đặc trưng mà còn bởi khả năng cất cánh và ổn định trong không trung bằng hệ thống ba lô phản lực hiện đại.

iRonCub MK3 được phát triển dựa trên nền tảng robot iCub nổi tiếng, vốn đã được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo và nhận thức con người kể từ lần đầu ra mắt vào năm 2009. Robot này sở hữu chiều cao 1m và nặng khoảng 22kg, kích thước tương tự như một đứa trẻ nhỏ. Đặc điểm nhận dạng nổi bật nhất là khuôn mặt với nét biểu cảm trẻ thơ, tạo nên vẻ ngoài thân thiện và gần gũi.

Đoạn clip robot hình người cất cánh - Video: Artificial and Mechanical Intelligence

Trong đoạn video được IIT công bố ngày 18.6, robot iRonCub MK3 được trang bị 4 động cơ phản lực, 2 động cơ được gắn ở cánh tay và 2 động cơ đặt trong ba lô trên lưng. Khi kích hoạt, robot đã thực hiện thành công việc cất cánh thẳng đứng, nâng mình lên độ cao khoảng 50cm so với mặt đất. Đây được coi là cột mốc quan trọng trong lĩnh vực chế tạo robot hình người, đánh dấu lần đầu tiên một robot có hình dáng con người thực hiện cất cánh ổn định nhờ hệ thống phản lực tích hợp.

Công nghệ đột phá phía sau khả năng bay của iRonCub MK3 bao gồm việc cải tiến thiết kế khung xương robot và tích hợp các động cơ đẩy với lực nâng đủ mạnh. Các kỹ sư đã phải thực hiện những cải tiến đáng kể trên nền tảng iCub3 để có thể gắn được hệ thống ba lô phản lực. Các giá đỡ chịu lực được bổ sung nhằm đảm bảo robot có thể chịu được tải trọng và lực đẩy lớn khi cất cánh. Đặc biệt, một thanh titan được thiết kế riêng để hỗ trợ khối lượng tổng thể của hệ thống phản lực.

Trước đây, các phiên bản thử nghiệm ban đầu của robot gặp phải các vấn đề như việc nhiệt độ cao từ khí thải động cơ gây ra tình trạng bắt lửa. Để khắc phục điều này, các kỹ sư đã tích hợp thêm các tấm chắn và nắp chịu nhiệt, đồng thời điều chỉnh góc nghiêng của động cơ nhằm tránh nhiệt lượng tiếp xúc trực tiếp với khung robot. Thay đổi này giúp nâng cao độ bền và an toàn trong quá trình vận hành.

Để iCub có thể bay, nhóm nghiên cứu đã lắp thêm các giá đỡ chịu lực nhằm cố định ba lô phản lực, đồng thời gia cố khung thân bằng một thanh trục sống bằng titan để nâng đỡ trọng lượng thiết bị - Ảnh: Getty

Một thách thức kỹ thuật quan trọng khác mà nhóm nghiên cứu phải đối mặt là đảm bảo robot duy trì ổn định và không mất kiểm soát khi ở trên không. Do iRonCub MK3 là robot hình người, việc điều khiển cân bằng trở nên cực kỳ phức tạp, liên quan đến tính toán chính xác của tất cả các khớp và bộ phận truyền động. Để giải quyết vấn đề này, các kỹ sư sử dụng kỹ thuật điều khiển dự đoán mô hình biến đổi tham số tuyến tính (MPC). Đây là một công nghệ tiên tiến cho phép liên tục tính toán và điều chỉnh vị trí của các khớp robot cũng như độ mở của các động cơ phản lực để duy trì tư thế ổn định nhất có thể.

Trước khi tiến hành các thử nghiệm thực tế, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô phỏng máy tính để kiểm tra và đánh giá khả năng vận hành của robot trong nhiều tình huống khác nhau. Điều này rất cần thiết, bởi động cơ phản lực hoạt động với nhiệt độ khí thải lên tới trên 600 độ C, tạo ra những rủi ro lớn khi thử nghiệm trực tiếp.

Kết quả thu được từ thử nghiệm thực tế cho thấy iRonCub MK3 đã có thể cất cánh và duy trì quỹ đạo bay như dự kiến một cách thành công. Robot có khả năng thực hiện các thao tác phức tạp hơn trong tương lai, đặc biệt là khi nhóm kỹ sư cải tiến hệ thống điều khiển bay để đối phó với các yếu tố gây nhiễu loạn bên ngoài như gió mạnh hoặc thời tiết xấu.

Những ứng dụng tiềm năng của robot hình người bay được đánh giá là rất đa dạng. Với khả năng tiếp cận các địa điểm hiểm trở, robot có thể hỗ trợ đắc lực trong các hoạt động tìm kiếm cứu nạn, như tiếp cận các tòa nhà bị đổ sập hoặc các vùng ngập lụt mà con người khó hoặc không thể tới được. Robot cũng có thể được triển khai trong các công việc bảo trì, sửa chữa các công trình khó tiếp cận như mặt dưới của cầu hay giàn khoan dầu khí. Đặc biệt, trong các tình huống nguy hiểm như sự cố hạt nhân hoặc rò rỉ hóa chất độc hại, một robot như iRonCub MK3 có thể thay thế con người thực hiện các nhiệm vụ cần thiết một cách an toàn và hiệu quả.

Nhóm nghiên cứu tại IIT hiện đang tập trung vào việc hoàn thiện hệ thống điều khiển bay, mở rộng khả năng xử lý và thích nghi với môi trường bay thực tế, đặc biệt trong điều kiện gió mạnh và biến đổi thời tiết. Việc tiếp tục cải tiến công nghệ và thử nghiệm thực tế sẽ là bước tiếp theo nhằm đưa robot hình người bay như iRonCub MK3 từ phòng thí nghiệm ra ứng dụng thực tiễn, mở ra một chương mới trong lĩnh vực robot và trí tuệ nhân tạo.

Hoàng Vũ