Hãng xe máy Nhật Kawasaki đặt cược vào robot 'chiến mã'

Ý tưởng ngựa robot Corleo của Kawasaki. Ảnh: Gagadget

Hãng xe máy danh tiếng của Nhật Bản, Kawasaki gần đây đã tiết lộ ý tưởng về Corleo, một chú ngựa robot. Video đồ họa cho thấy cảnh robot ngựa phi nước đại qua các thung lũng, băng qua sông, leo núi và nhảy vọt qua các khe nứt.

Corleo hứa hẹn một giải pháp robot cao cấp để đem đến trải nghiệm di chuyển mang tính cách mạng. Những chiếc xe máy hiện tại của Kawasaki bị giới hạn ở đường sá, lối đi và đường mòn, nhưng một cỗ máy có chân thì không có ranh giới - nó có thể đến những nơi mà không phương tiện nào khác có thể đến được.

Nhưng với ý tưởng Corleo, liệu có khả thi để robot này đạt được mức độ nhanh nhẹn và cân bằng như vậy, trong khi vẫn an toàn khi chở con người qua các môi trường tự nhiên?

Robot là một cỗ máy phức tạp với hai thành phần chính: thân và bộ xử lý thông tin. Thân có hình thái cụ thể quyết định chức năng của robot và mang theo bộ truyền động (thiết bị chuyển đổi năng lượng thành chuyển động vật lý) và cảm biến để tương ứng hoạt động trong thế giới và hiểu thế giới.

Bộ xử lý thông tin thường là máy tính, triển khai các thuật toán để xử lý dữ liệu từ cảm biến, xây dựng các biểu diễn về thế giới và xác định các hành động được thực hiện, tùy thuộc vào một nhiệm vụ cụ thể quan tâm.

Những con robot đơn giản, chẳng hạn như máy hút bụi robot, đáp ứng các yêu cầu này. Chúng có thân máy phù hợp để chui xuống gầm đồ đạc và không bị kẹt.

Bộ truyền động là động cơ quay bánh xe và hệ thống chân không. Nó có cảm biến va chạm để phát hiện va chạm và một số thậm chí còn có camera để hiểu môi trường. Chủ sở hữu có thể thiết lập thói quen vệ sinh và máy tính của máy hút bụi sẽ xác định cách tốt nhất để thực hiện thói quen đó.

Corleo là một robot bốn chân – một trong những cấu hình robot chân ổn định nhất hiện nay. Bốn chân của nó trông rất chắc khỏe và có khả năng gập duỗi ra trước và sau để chạy, nhảy.

Tuy nhiên, chúng có vẻ bị hạn chế trong các chuyển động gọi là dạng và khép chân. Ví dụ, nếu tôi đẩy bạn sang bên phải, bạn sẽ mở rộng chân trái ra – đó là chuyển động dạng chân giúp bạn giữ thăng bằng. Còn khép chân là chuyển động ngược lại – tức là đưa chân về gần trục giữa của cơ thể.

Có thể đây chỉ là giới hạn của thiết kế ý tưởng, nhưng dù thế nào đi nữa, Corleo vẫn cần được bổ sung khớp chuyển động này để đảm bảo việc cưỡi robot được an toàn và êm ái.

Xem video đồ họa về ý tưởng robot ngựa Corleo của Kawasaki (nguồn: Kawasaki Group/YouTube)

Tiếp theo là vấn đề bộ truyền động. Robot di chuyển bằng chân cần phải liên tục giữ thăng bằng và chống đỡ chính trọng lượng cơ thể chúng. Đồng thời, chúng cũng cần đảm nhiệm vai trò như hệ thống giảm xóc, giúp người cưỡi không bị dằn xóc quá mức.

Các bộ truyền động này phải đủ mạnh để đẩy toàn bộ thân robot tiến về phía trước. Và đó là còn chưa kể đến việc Corleo sẽ phải chở thêm một người. Dù điều này hiện đã có thể thực hiện được – ví dụ như với robot Barry hay các robot gắn bánh xe của Unitree – nhưng Corleo còn có tham vọng chạy phi nước đại và nhảy qua các chướng ngại vật. Điều này đòi hỏi các bộ truyền động mạnh mẽ và linh hoạt hơn nhiều so với các ví dụ trước đây.

Không giống như ô tô hay xe máy do con người điều khiển – vốn không cần cảm biến hay bộ xử lý vì người lái sẽ điều chỉnh dựa trên những gì họ nhìn thấy – một con “ngựa robot” lại cần một hệ thống điều khiển tinh vi hơn để quyết định cách di chuyển các chân. Nếu không, người điều khiển sẽ phải dùng cả tay và chân để lái nó.

Việc điều khiển di chuyển (locomotion control) đã là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực trong ngành robot chân từ những năm 1940. Các nhà nghiên cứu từng chứng minh rằng một cỗ máy có chân có thể đi xuống dốc mà không cần động cơ hay cảm biến – được gọi là “chuyển động thụ động”.

Nếu robot chỉ sử dụng các cảm biến "nội cảm" (proprioceptive) – tức là loại cảm biến giúp điện thoại biết khi nào cần xoay màn hình – để giữ thăng bằng, thì chuyển động đó được gọi là “chuyển động mù” (blind locomotion), vì không cần dữ liệu từ môi trường bên ngoài. Nhưng khi robot còn sử dụng thêm các cảm biến "ngoại cảm" (exteroceptive) để thu thập thông tin từ môi trường xung quanh nhằm xác định cách di chuyển, thì đó được gọi là “chuyển động nhận thức” (perceptive locomotion). Và đây chính là điều mà Corleo đang hướng tới.

Theo những hình ảnh được công bố, không thấy có camera hay cảm biến Lidar (thiết bị đo khoảng cách bằng tia laser) nào. Có thể chúng được giấu đi, nhưng sẽ thật yên tâm nếu biết rằng Corleo có cách để “nhìn thấy” phía trước khi di chuyển.

Dù sẽ được điều khiển thủ công (nghĩa là không cần tự lái), nhưng hệ thống di chuyển của nó vẫn cần dữ liệu từ cảm biến để xác định cách bước chân lên đá, hay phát hiện mặt địa hình có trơn trượt hay không. Các cảm biến này cũng cần hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau – một thách thức mà đến nay xe tự lái vẫn còn đang phải đối mặt.

Corleo hiện mới chỉ là một ý tưởng – nó chưa tồn tại. Nhưng với tư cách là một sản phẩm, nó hứa hẹn sẽ trở thành phiên bản nâng cấp của các xe địa hình bốn bánh. Điều này có thể mở ra những cơ hội mới cho hoạt động vận tải ở vùng sâu vùng xa, cho ngành du lịch, những thú chơi mới (với những ai đủ khả năng chi trả), thậm chí là cả lĩnh vực thể thao.

Tuy nhiên, điều khiến người quan tâm hào hứng hơn chính là những đột phá công nghệ mà việc tạo ra một nền tảng như Corleo có thể mang lại. Robot có chân không nhất thiết phải trông giống thú bốn chân hay hình người.

Các bộ khung xương ngoài có khả năng tự cân bằng, như bộ exoskeleton cá nhân của Wandercraft hay thiết bị XoMotion của Human in Motion Robotics, cũng chính là robot có chân – và chúng đang tạo ra cuộc cách mạng trong cuộc sống của người khuyết tật về vận động. Những tiến bộ công nghệ mà Corleo mang lại có thể góp phần to lớn vào việc phát triển các thiết bị hỗ trợ người khuyết tật, giúp họ có được sự độc lập trong đời sống.

Dựa trên tiến bộ hiện tại của ngành robot có chân, nhiều tính năng mà Kawasaki đề xuất là hoàn toàn khả thi. Nhưng một số khác lại đặt ra thách thức lớn: Corleo sẽ cần đủ sức bền để di chuyển trong điều kiện hoang dã, vận hành hiệu quả các thuật toán di chuyển, và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn như một phương tiện giao thông. Tất cả những điều đó là rào cản không nhỏ đối với một cỗ máy robot có kích thước vừa phải.

Thu Hằng/Báo Tin tức và Dân tộc