'Bàn tay bốn ngón' của Robot Atlas

Boston Dynamics, công ty con chuyên về robot thuộc Tập đoàn Hyundai Motor, đã thay thế hoàn toàn bộ phận bàn tay của robot hình người "Atlas". Động thái này được xem là bước đi chiến lược nhằm chứng minh rằng robot không chỉ dừng lại ở khả năng đi và chạy, mà còn có thể thực hiện các công việc sản xuất thực tế như cầm nắm công cụ và lắp ráp linh kiện.

Vào ngày 1/10 (giờ địa phương), Boston Dynamics đã giới thiệu mẫu bàn tay robot thế hệ mới với thiết kế bốn ngón và công bố video cho thấy Atlas khi được trang bị những bàn tay mới này đang thực hiện nhiều thao tác khác nhau. Khác với các màn trình diễn trước đây vốn tập trung chủ yếu vào khả năng di chuyển, lần giới thiệu này gây ấn tượng nhờ việc trực tiếp phô diễn các thao tác phức tạp và liên tục, vốn là yêu cầu thiết yếu trong môi trường công nghiệp.

"Robot hình người" (humanoid) là loại robot được mô phỏng theo hình dáng con người. Chúng được đánh giá cao nhờ tính đa năng, có thể sử dụng chung không gian làm việc và các công cụ vốn được thiết kế cho con người. Do phải hoạt động trong môi trường và sử dụng công cụ dành cho con người, tính đa năng và sự linh hoạt là những yếu tố then chốt. Chính vì vậy, bàn tay robot từ lâu đã được coi là bộ phận quan trọng quyết định khả năng thực hiện công việc của robot hình người.

Trong video, Atlas sử dụng bàn tay mới để nhấc một mũi khoan, lắp vào máy khoan và khoan một lỗ trên miếng gỗ. Do nhiệm vụ này đòi hỏi phải giữ tay cầm đồng thời nhấn nút, nó cần đến công nghệ có khả năng kiểm soát chính xác lực và chuyển động của từng ngón tay. Robot cũng được trình diễn cảnh cầm một chiếc đai ốc nhỏ bằng đầu ngón tay và xoay nó để siết chặt. Việc thao tác với các linh kiện nhỏ, cứng đòi hỏi sự kiểm soát tinh tế về lực kẹp và khả năng thực hiện "thao tác trong lòng bàn tay" (in-hand manipulation), tức là thay đổi vị trí của vật thể ngay trong chính bàn tay đó.

Video cũng giới thiệu các hành động như xoay dùi trống bằng các ngón tay và lăn hai quả bóng golf cùng lúc trong một bàn tay. Những nhiệm vụ này đòi hỏi sự điều chỉnh liên tục các điểm tiếp xúc và lực giữa các ngón tay mà không làm rơi vật thể, qua đó thể hiện khả năng thích ứng của robot trong việc điều khiển ngón tay với các vật thể có hình dạng và chất liệu khác nhau.

Boston Dynamics giải thích rằng họ đã chọn cấu hình bốn ngón tay thay vì năm sau khi phân tích các ứng dụng robot công nghiệp và cân nhắc các yếu tố như độ phức tạp trong thiết kế, mức tiêu thụ năng lượng, chi phí, độ bền và khả năng sửa chữa. Nhóm phát triển đã tìm kiếm thiết kế tối ưu thông qua các thử nghiệm, mô phỏng và tạo ra các mô hình in 3D. Họ thậm chí còn thực hiện một thử nghiệm trong đó toàn bộ đội ngũ làm việc suốt cả ngày với ngón út bị cố định, và cuối cùng đi đến kết luận rằng có thể bỏ qua một ngón tay mà không gặp vấn đề gì.

Đặc điểm chính của bàn tay mới là "13 bậc tự do" được tích hợp trên bốn ngón tay, bao gồm cả ngón cái. "Bậc tự do" (degrees of freedom) đề cập đến số lượng các hướng chuyển động độc lập mà một khớp có thể thực hiện.

Ngón cái, với bốn bậc tự do, phối hợp chính xác với các ngón còn lại để thực hiện các động tác cầm nắm, trong khi các ngón còn lại – mỗi ngón có ba bậc tự do – có thể xòe ra hoặc cho phép kiểm soát tinh vi phần đầu ngón tay. Một đặc điểm quan trọng khác là bàn tay này duy trì kích thước tương đương với bàn tay người, cho phép sử dụng các công cụ hiện có. Thiết kế đã được đơn giản hóa và các bộ phận chính được mô đun hóa để tăng độ bền và thuận tiện cho việc bảo trì, đồng thời cũng tính đến khả năng sản xuất hàng loạt. Các cảm biến xúc giác dựa trên áp suất được bố trí dày đặc trên các đầu ngón tay và lòng bàn tay để phát hiện ngay cả những thay đổi nhỏ nhất về lực khi tiếp xúc với các vật thể.

Các chuyên gia phân tích cho rằng việc công bố khả năng thao tác của bàn tay robot gần đây không chỉ đơn thuần là một màn trình diễn kỹ thuật. Do mẫu robot Atlas dự kiến sẽ được triển khai tại nhà máy Metaplant America của Hyundai Motor Group (HMGMA) ở Georgia và nhà máy Kia Georgia từ năm 2028, khả năng thao tác với công cụ được xem là cột mốc kiểm chứng quan trọng trước khi đưa vào vận hành thực tế.