Thử tưởng tượng một ngày nào đó bạn già khọm đến độ tay không cầm nổi bát cơm, chân không đủ sức lê bước, nhưng chỉ cần khoác lên người bộ trang phục nặng 10kg, và… Bùm! Bạn trở thành siêu nhân, tay dễ dàng mang khối lượng cả trăm ký, đi lại như người thường. Đấy chính là một trong số các phát minh robot hỗ trợ con người do Nhật Bản thực hiện.
Những cỗ máy bất diệt
Trong không gian của Viện nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Công nghiệp tiến bộ Nhật Bản, gọi tắt là AIST, toạ lạc tại thành phố Tsukuba của tỉnh Ibaraki, bên cạnh các phòng trưng bày về các nghiên cứu, phát minh khoa học kỹ thuật Nhật Bản từ khi khởi đầu đến hiện tại, người xem chú ý nhiều đến góc triển lãm có tên gọi “Điều kỳ diệu của khoa học” với các chú robot mang kích thước và hình ảnh của con người.
(Ảnh: Lam Phong)
Điểm nhấn đầu tiên là hai robot thế hệ mới Humanoid Robot HRP-2P và HRP-3, được tập đoàn Kawada thiết kế với mục đích trở thành những công nhân lý tưởng, có khả năng làm việc trong môi trường lao động thực sự chuyên nghiệp ở mọi điều kiện địa hình, thời tiết. Ra đời từ cách đây hơn 10 năm, HRP-2P là một cỗ máy hoạt động bền bỉ các chuyển động nhờ hệ thống làm mát cài đặt trong bộ truyền động chân, máy tính, bộ truyền động tổng để kiểm soát nhiệt độ. Kích thước của HRP-2P được thiết kế nhỏ gọn nhờ hệ cáp điện được chuyển đổi sang sử dụng bộ điều khiển IC. Tạo hình người cho HRP-2P là một tên tuổi nổi danh trong làng sản xuất các siêu nhân của phim hoạt hình, ông Yutaka Izubuchi – cũng là cha đẻ của “Cảnh sát cơ động Patlabor” nổi tiếng.
Phát triển từ HRP-2P, robot HRP-3 ra đời 2005 mang các tính năng vượt trội hơn, có khả năng đi lại trong mọi điều kiện địa hình, thao tác cùng các dụng cụ như máy khoan, tua vít, cùng những lập trình đặc biệt để robot có thể thay thế con người lao động trong công trường xây dựng, vận chuyển đồ đạc… hoặc làm việc tại các bộ phận tiếp tân nơi công sở, bệnh viện.
Robot HRP-3P cao 1,60m, nặng 68kg. (Ảnh: Lam Phong)
Dựa trên hai mẫu HRP này, các phiên bản ra đời tiếp sau như HRP-3 Promet MK-II (2007), HRP-4C (2009), HRP-4 (2010) đều là sự kế thừa và phát triển thêm nhiều chức năng mới phục vụ con người, trọng lượng giảm, chiều cao cân đối, pin hoạt động bền bỉ, vận động linh hoạt, uyển chuyển hơn. (Ảnh: Lam Phong)
Một dòng robot độc đáo khác là HIRO (Human Interactive Robot) mang khả năng tương tác với con người, cầm nắm và vận chuyển các vật nặng từ 2 – 10kg, nhận lệnh bằng giọng nói, hình ảnh. HIRO được phát triển để thay thế nhân công lao động tại các băng chuyền sản xuất công nghiệp nơi công xưởng lớn. (Ảnh: Lam Phong)
Robot siêu dễ thương ở AIST là robot hải cẩu PARO. (Ảnh: Lam Phong)
PARO là loại robot tương tác tiên tiến, giúp trị liệu các bệnh nhân bị căng thẳng thần kinh và người chăm sóc bệnh, tác động tâm lý giúp kích thích và cải thiện việc thư giãn cho bệnh nhân. Robot PARO có khả năng nhận dạng giọng nói, ánh sáng, nhiệt độ, tư thế và đoán biết được cảm xúc buồn vui của người nói để bày tỏ lại cử chỉ, điệu bộ, cùng tiếng kêu biểu đạt sự mừng vui, hờn dỗi, nhõng nhẽo, đỏng đảnh phù hợp. Bộ dạng đáng yêu cùng những tương tác dễ thương như một thực thể sống khiến PARO là sản phẩm robot tiêu thụ mạnh ở Nhật và toàn Châu Âu từ 2003. Đến nay PARO đã nâng cấp lên thế hệ thứ 8 mà vẫn luôn cháy hàng.
Robot điều khiển bằng thần kinh con người
Trong công nghệ chế tạo robot, việc phát triển các phiên bản nâng cấp để phù hợp nhu cầu sử dụng chỉ là một nhu cầu thực tại, đó chưa phải là mong muốn của những nhà phát minh robot đỉnh cao của tương lai. Bởi rằng để điều khiển robot mà vẫn cần những hệ lập trình, cần bảng điều khiển, con người vẫn lệ thuộc vào máy móc. Do vậy, việc phát minh ra robot được điều khiển bằng suy nghĩ, bằng nơron thần kinh, đó mới chính là hướng phát triển robot tương lai. Xu hướng này được các nhà khoa học Nhật Bản trong đó có Yoshiyuki Sankai – người sáng lập và hiện là giám đốc điều hành của Cyberdyne – tích cực hưởng ứng với những phát minh robot đọc – tiếp nhận – phản hồi lại suy nghĩ con người.
Dòng robot do giáo sư Yoshiyuki Sankai của trường Đại học Tsukuba phát minh được gọi là robot hỗ trợ hoạt động các chi – HAL (Hybrid Assistive Limb), hỗ trợ khả năng thể chất người sử dụng, đặc biệt người khuyết tật, bị chấn thương, liệt thân do tai biến mạch máu não. Các robot của giáo sư Sankai chia làm hai dòng, HAL-3 chỉ cung cấp chức năng điều khiển hai chi dưới, và HAL-5 hỗ trợ điều khiển, vận động hai chi trên dưới và phần hông.
HAL-03 hỗ trợ vận động, giúp người bệnh trị liệu các triệu chứng bại liệt do tai biến não. (ảnh tư liệu Cyberdyne).
Cùng là một người bình thường nhưng khi mang robot HAL của Cyberdyne vào người, có thể tăng sức mạnh lên gấp 10 lần, vác được các vật nặng lên đến 80kg chỉ với một tay mà không hề có cảm giác cơ bắp bị đè nặng. HAL hoạt động theo nguyên lý nhận tín hiệu từ nơron thần kinh, truyền qua các cảm biến dán tại các khớp, sau đó hệ cơ của robot sẽ cử động theo ý định của não bộ, kéo các cơ khớp phải vận động theo. Với người tàn tật, đặc biệt là những bệnh nhân bị tai biến mạch máu não dẫn đến liệt các chi, trong khi não bộ vẫn hoạt động, nhưng tình trạng “trên bảo dưới không nghe” khiến bệnh nhân bất lực trong di chuyển. HAL-3 và HAL-5 sẽ là trợ thủ đắc lực giúp các bệnh nhân tự trị liệu, luyện tập và phục hồi nhanh chóng. Nhiều nghiên cứu bệnh nhân liệt nửa người cho thấy chỉ sau 6 tuần đi cùng HAL, bệnh nhân đã có thể tự chống gậy và đi lại mà không cần sự hỗ trợ nào khác.
Nhân viên sân bay Haneda được trang bị robot HAL để hỗ trợ mang vật nặng (ảnh tư liệu Cyberdyne).
Trong phòng thí nghiệm các phản ứng của HAL với suy nghĩ con người, Yuki Kojima – nhân viên hướng dẫn của Cyberdyne cho biết: “Năm cảm biến tại đầu các chi để nhận lệnh từ não bộ, sau đó robot sẽ phản ứng lại theo cử động mà não bộ ra lệnh. Chỉ sau khi ra lệnh 0,04 giây, robot sẽ hoạt động lại theo đúng suy nghĩ từ lệnh của não. Và cũng có thể dự đoán trước các hoạt động não bộ truyền đến cũng trong khung thời gian 0,04 giây”. Hiện tại ở Nhật Bản, các robot HAL được cho thuê dùng trị liệu cho người kém chức năng vận động với mức giá tương đương 1.500 đôla/tháng. Còn ở Châu Âu, Đức là quốc gia đầu tiên công nhận HAL của Cyberdyne được dùng hỗ trợ chữa trị trong y học.
Niềm tin vào thế hệ robot tương lai
Khi hỏi về quy trình sản xuất ra một robot HAL, Yuki Kojima cho biết thêm: “Thời gian để hoàn thiện một robot này chỉ cần 2 ngày là có thể sản xuât và lắp ráp hoàn chỉnh. Chúng tôi sẽ đưa vào sản xuất hàng loạt trong tương lai để phục vụ nhu cầu của người bệnh và nhu cầu xã hội”. Điều đặc biệt của dòng robot HAL là còn có khả năng hỗ trợ các hoạt động lao động của người cần đến sức mạnh cơ bắp như mang vác, di chuyển đồ đạc. Cyberdyne đã cung cấp thiết bị robot này để các nhân viên vận chuyển hành lý ở hai sân bay Haneda và Narita sử dụng, giảm thiểu sự hoạt động căng thẳng cơ bắp, giúp việc vận chuyển hành lý nặng nề đều trở nên nhẹ nhàng, đơn giản.
Robot HAL-05 biểu diễn hỗ trợ con người nâng vật nặng mà không cần đến sức mạnh cơ bắp. (ảnh tư liệu Cyberdyne).
Với những ứng dụng hữu ích vào cuộc sống, các dòng robot HAL của Cyberdyne đã nhận được giải thưởng của Thủ tướng Chính phủ trao tặng (20/02/2017). Trong lễ trao giải, Thủ tướng Nhật Shinzo Abe đã chia sẻ rằng: “Mối liên hệ giữa con người, robots và công nghệ thông tin đã làm thay đổi nền y học và cuộc sống của chúng ta. HAL của Cyberdyne ra đời thực sự là giấc mơ trong thế giới khoa học, giúp người bệnh tật, chấn thương có thể tự đi lại trên chính đôi chân của họ”.
Lam Phong/ kilala.vn
Đăng nhập bằng Google
Đăng nhập bằng Facebook
