Toyota nghiên cứu, phát triển nhiều loại hình robot 'thực chiến'

Robot hỗ trợ đời sống và nghiên cứu trí tuệ nhân tạo

Trong lĩnh vực robot phục vụ đời sống và nghiên cứu, một trong những mô hình đáng chú ý là ELEY, thế hệ robot kế tiếp của dòng robot hình người HSR.

ELEY là viết tắt của Embodied Learning robot for Enhanced Yield, được phát triển theo hướng robot học tập thể hiện, tức là robot có khả năng học thông qua việc tương tác trực tiếp với môi trường vật lý. Cách tiếp cận này cho phép robot không chỉ thực hiện các thao tác được lập trình sẵn mà còn điều chỉnh hành vi dựa trên trải nghiệm vận động.

Những robot mới nhất của Toyota sẽ được trưng bày tại Hội nghị Thượng đỉnh Robot Thế giới (WRS) - Ảnh: Toyota

ELEY được thiết kế để hoạt động trong không gian chung với con người, nơi yêu cầu cao về mức độ an toàn và khả năng phối hợp linh hoạt. Robot sở hữu hai cánh tay có cấu trúc và chuyển động tương tự tay người, cho phép thực hiện các thao tác phức hợp như mở hộp bằng một tay trong khi tay còn lại nhặt và đặt vật thể.

Khả năng phối hợp hai tay trong cùng một chuỗi hành động giúp ELEY phù hợp với các công việc đòi hỏi sự khéo léo và chính xác, vốn là hạn chế của nhiều robot dịch vụ trước đây.

Giống với HSR, ELEY có thể điều chỉnh chiều cao thân trên để nhặt vật dưới sàn hoặc với tới các vị trí cao. Hệ thống di chuyển được thiết kế để robot có thể di chuyển linh hoạt theo mọi hướng, hỗ trợ tiếp cận nhanh các khu vực làm việc trong không gian hẹp.

Những đặc điểm này phản ánh xu hướng phát triển robot không còn bó hẹp trong môi trường công nghiệp khép kín, mà hướng tới các không gian sinh hoạt và làm việc đa dạng hơn.

Kể từ khi bắt đầu phát triển chiếc CUE đầu tiên vào năm 2017, nó đã đạt được hai kỷ lục Guinness thế giới - Ảnh: Toyota

Bên cạnh robot hỗ trợ sinh hoạt, nghiên cứu robot ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong vận động thể chất cũng là một hướng đi được chú trọng. Robot bóng rổ CUE là ví dụ điển hình cho cách tiếp cận này. Dự án CUE xuất phát từ các nghiên cứu về huấn luyện trí tuệ nhân tạo và kiểm soát chuyển động, với mục tiêu làm rõ mối quan hệ giữa dữ liệu huấn luyện và độ chính xác của hành vi do AI điều khiển.

Quá trình phát triển CUE bắt đầu từ năm 2017 và liên tục được cải tiến qua nhiều phiên bản. Robot này đã xác lập hai kỷ lục Guinness thế giới, gồm 2.020 cú ném phạt liên tiếp thành công và một cú ném xa đạt khoảng cách 24,55 mét. Những con số này cho thấy khả năng duy trì độ ổn định cao trong điều khiển chuyển động, đồng thời cung cấp dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu liên quan đến học máy và tối ưu hóa động tác.

Tommy kun là một robot được phát triển dựa trên hình ảnh của Yuta Tomikawa, một người dẫn chương trình tin tức của Toyota Times, một phương tiện truyền thông thuộc sở hữu của Tập đoàn Toyota Motor - Ảnh: Toyota

Các phiên bản mới của CUE không chỉ tập trung vào khả năng ném bóng mà còn được mở rộng sang các kỹ năng như chuyền bóng và rê bóng. Việc phát triển chuỗi hành động liên hoàn giúp các nhà nghiên cứu phân tích sâu hơn cách AI xử lý các tình huống vận động phức tạp, nơi robot phải liên tục điều chỉnh lực, hướng và tư thế. CUE vì vậy được xem như một nền tảng thử nghiệm, phục vụ nghiên cứu hơn là hướng đến mục tiêu thi đấu hay thay thế con người trong thể thao.

Robot giao tiếp và ứng dụng trong môi trường sản xuất

Song song với robot vận động, robot giao tiếp cũng là một lĩnh vực nghiên cứu được chú ý, trong đó Tommy kun là mô hình tiêu biểu. Robot này được xây dựng dựa trên hình mẫu một người dẫn chương trình tin tức, nhằm nghiên cứu cách robot thể hiện cử chỉ, biểu cảm khuôn mặt và hội thoại trong tương tác với con người. Tommy kun được trang bị hệ thống 30 động cơ, cho phép điều khiển chuyển động toàn thân và biểu cảm, kết hợp với hội thoại giọng nói AI có khả năng phản hồi theo ngữ cảnh.

"ELEY" là viết tắt của Embodied Learning robot for Enhanced Yield (Robot học tập thể hiện nhằm nâng cao năng suất) - Ảnh: Toyota

Thông qua các tương tác trực tiếp, nhóm nghiên cứu phân tích phản ứng của con người khi giao tiếp với robot có hình thức và phong cách gần với người thật. Những dữ liệu thu thập được giúp cải thiện các mô hình hội thoại và làm rõ vai trò của yếu tố phi ngôn ngữ trong giao tiếp giữa người và robot. Hướng nghiên cứu này được xem là nền tảng cho các robot phục vụ trong lĩnh vực thông tin, hướng dẫn và dịch vụ, nơi khả năng giao tiếp tự nhiên giữ vai trò quan trọng.

Ngoài robot dịch vụ và nghiên cứu, robot và công nghệ thị giác máy cũng được ứng dụng trong môi trường sản xuất. Một số giải pháp tập trung vào việc tháo dỡ các chi tiết cồng kềnh bằng hệ thống camera chi phí thấp, thay cho các thiết bị cảm biến chuyên dụng phức tạp. Cách tiếp cận này cho phép tăng tính linh hoạt trong triển khai, đồng thời giảm chi phí đầu tư và thời gian điều chỉnh dây chuyền.

Robot vận chuyển trong bệnh viện "Potaro"

Bên cạnh đó, các mô phỏng thao tác lắp ráp được sử dụng để đánh giá khả năng áp dụng robot trong các quy trình sản xuất mới. Thông qua mô phỏng, các kỹ sư có thể kiểm tra trước tính khả thi của thao tác, tối ưu hóa chuyển động và hạn chế rủi ro khi triển khai thực tế. Những nghiên cứu này đặc biệt được chú trọng trong bối cảnh các nhà máy cần khả năng tự chủ cao và phục hồi nhanh trước các biến động lớn.

Từ robot hỗ trợ sinh hoạt, robot vận động thể chất, robot giao tiếp cho đến robot ứng dụng trong sản xuất, các nghiên cứu nêu trên phản ánh xu hướng phát triển robot theo hướng gắn chặt với nhu cầu thực tế.

Thay vì tập trung vào một hình mẫu duy nhất, nhiều hướng tiếp cận khác nhau đang được triển khai song song, nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng của robot trong đời sống hiện đại và đặt nền tảng cho sự phối hợp lâu dài giữa con người và robot.

Nguyễn Tuyết