Robot chuyển hóa
Chúng ta đã từng thấy robot thực hiện những điều kỳ diệu, từ lắp ráp công nghiệp đến khám phá không gian. Tuy nhiên, mặt vật lý của robot vẫn là một thách thức lớn. Các bộ khung robot thường cứng nhắc, dễ bị hư hỏng và hoàn toàn phụ thuộc vào con người để sửa chữa hoặc nâng cấp. Chỉ cần một bộ phận hỏng, bạn phải gọi kỹ thuật viên đến sửa, muốn robot “tốt hơn” cũng cần can thiệp từ bên ngoài.
Để vượt qua rào cản này, các nhà khoa học tại Đại học Columbia (Mỹ) đã giới thiệu một ý tưởng đột phá gọi là “Robot Metabolism” (Robot chuyển hóa). Đúng như tên gọi, đây là những robot có khả năng “tự lớn lên,” “tự lành lặn,” và tự nâng cao năng lực giống như một sinh vật sống thật sự.
Trong thời gian gần đây, bộ não robot ngày càng thông minh nhờ Trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (machine learning). Nhưng bộ khung vật lý thì vẫn như “đóng băng” trong thời đại đồ đá: cứng nhắc, không đổi mới, và rất khó để tái sử dụng.
Giáo sư Hod Lipson từ Đại học Columbia nhấn mạnh rằng sự thích nghi là nguyên tắc cốt lõi của các cơ thể sinh học.
“Khả năng này phần lớn nhờ vào tính module của sinh học, cho phép cơ thể sử dụng và tái sử dụng các phần tử (amino acid) từ các sinh vật khác.
Cuối cùng, robot cũng cần học cách sử dụng và tái sử dụng các bộ phận từ chính các robot khác. Bạn có thể coi lĩnh vực này như một dạng chuyển hóa máy móc", ông Hod Lipson giải thích.
Cơ thể con người luôn hấp thụ, tích hợp và tự sửa chữa. Nếu bị thương, chúng ta lành lại. Nếu ăn uống đầy đủ, chúng ta sẽ phát triển.
Robot “chuyển hóa” được xây dựng dựa trên nguyên lý sinh học đó, không chỉ dừng lại ở việc vận hành máy móc mà còn có thể hấp thụ và tái sử dụng bộ phận xung quanh, kể cả từ các robot khác chứ không cần tới những nhà máy hay trung tâm sửa chữa.
Philippe Martin Wyder, nhà nghiên cứu đứng đầu dự án tại Columbia Engineering và Đại học Washington, giải thích: “Tự chủ thật sự nghĩa là robot không chỉ biết suy nghĩ mà còn phải duy trì được chính cơ thể vật lý của mình".
Truss Link – Khối xây dựng thông minh cho robot tương lai
Nhóm nghiên cứu đã chứng minh ý tưởng này thông qua một thiết bị gọi là Truss Link. Về cơ bản là một loại nam châm đơn giản nhưng cực kỳ thông minh. Những thanh nam châm này có thể kéo dài, co lại, và kết nối với nhau ở nhiều góc độ khác nhau, dần tạo thành các cấu trúc phức tạp hơn.
Với kỹ thuật này, các hình dạng hai chiều có thể tự lắp ráp và biến đổi thành các robot ba chiều mà không cần con người mất thời gian lắp ráp. Điều đáng ngạc nhiên là robot còn có thể “tích hợp các bộ phận mới” để nâng cao khả năng hoạt động. Ví dụ, một robot hình tứ diện đã tự phát triển “cây gậy đi bộ” giúp nó có khả năng di chuyển nhanh hơn 66,5% khi đi xuống dốc.
Ứng dụng trong quản lý thảm họa và thám hiểm không gian
Vậy ý tưởng “Robot chuyển hóa” sẽ mang đến điều gì cho tương lai? Mục tiêu cuối cùng là phát triển các robot có khả năng tự duy trì, tự phát triển và thích nghi với môi trường xung quanh, tương tự như các sinh vật sống. Các robot này không chỉ tiến bộ về trí tuệ mà còn có thể tái tạo và cải thiện chính bộ khung vật lý của mình mà không cần sự can thiệp thường xuyên của con người.
Điều này mở ra tiềm năng to lớn trong nhiều lĩnh vực. Trong cứu hộ thảm họa, robot có thể tự sửa chữa nhanh chóng nếu bị hư hại, đảm bảo hoạt động liên tục trong nhiều điều kiện khắc nghiệt. Trong thám hiểm không gian, những robot này có thể tự xây dựng và thích nghi theo các môi trường hoàn toàn xa xôi, nơi con người không thể can thiệp kịp thời.
Nếu thành công, công nghệ này có thể giúp robot tự quản lý bảo trì mà không cần con người hỗ trợ, giảm thiểu chi phí và thời gian vận hành rất nhiều.
Nhà nghiên cứu Martin Wyder chia sẻ: “Robot chuyển hóa cung cấp một giao diện số cho thế giới vật lý, cho phép AI không chỉ phát triển về mặt nhận thức mà còn phát triển về mặt thể chất, tạo ra một chiều hướng tự chủ hoàn toàn mới”.
“Cuối cùng, công nghệ này mở ra tương lai, nơi AI có thể tạo ra các cấu trúc vật lý hoặc các robot, giống như cách mà hôm nay AI có thể viết hoặc sắp xếp lại các dòng chữ trong email của bạn”, ông Wyder khẳng định.
Nghiên cứu chi tiết được đăng tải trên tạp chí Science Advances, mở ra một chương mới về sự phát triển robot tự chủ và thích nghi trong tương lai.
