Trong nhiều thập kỷ, trí tưởng tượng của con người luôn gắn liền robot hình người với khát vọng trở thành con người. Từ Pinocchio đến những đứa trẻ robot trong điện ảnh, câu chuyện dường như đã được định sẵn. Tuy nhiên, thực tế trong các phòng thí nghiệm hiện đại lại đang đi theo một hướng hoàn toàn khác, thậm chí đảo ngược mọi kỳ vọng trước đây.
Tại triển lãm CES 2026, robot Atlas của Boston Dynamics gây chú ý khi trình diễn những chuyển động vượt xa khả năng của cơ thể người, như cổ tay có thể uốn ngược hay thân xoay 180 độ. Đây không còn là nỗ lực mô phỏng con người, mà là minh chứng cho một hướng đi mới, nơi robot giữ lại hình dáng con người nhưng vận hành theo logic hoàn toàn khác.
Nhiều robot khác cũng bắt đầu phân hóa theo những thiết kế vô cùng đặc biệt nhằm tối ưu hóa công năng. Một số hệ thống có thể đưa cả hai tay ra sau lưng để tự thay pin, trong khi số khác sử dụng khớp chân ngược để đi lại trên những địa hình phức tạp. Đây là minh chứng rõ nét cho việc sao chép tự nhiên không phải là đích đến cuối cùng của ngành công nghiệp tự động hóa hiện đại.
Theo giáo sư Park Hae-won từ Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (Kaist), việc sao chép tự nhiên chưa bao giờ là con đường tối ưu. Ông chỉ ra rằng trong lịch sử, những đột phá công nghệ lớn đều đến từ việc hiểu nguyên lý, chứ không phải sao chép hình dạng. Máy bay không vỗ cánh như chim, nhưng vẫn bay được nhờ khai thác lực nâng và kiểm soát.
Quan điểm thiết kế vượt ra khỏi sự sao chép sinh học này đang được áp dụng triệt để tại phòng thí nghiệm Hubo. Đây là cơ sở nghiên cứu hàng đầu thuộc Kaist, do giáo sư Park Hae-won trực tiếp dẫn dắt. Đội ngũ của ông đã tạo ra những robot sở hữu khả năng vận động đáng kinh ngạc, từ robot hai chân chạy nước rút 12.6 km/h đến cỗ máy bốn chân leo tường nhịp nhàng.
Thay vì dành thời gian nghiên cứu động vật để thiết kế cỗ máy, giáo sư Park chọn một vấn đề thực tế cụ thể và tạo ra hệ thống tối ưu nhất để giải quyết nó. Ông luôn cho rằng tự nhiên chỉ nên là nguồn cảm hứng tham khảo chứ không phải khuôn mẫu cứng nhắc bắt buộc phải sao chép nguyên xi.
Việc bắt ép một cỗ máy làm từ khung kim loại và động cơ điện phải vận động giống hệt cơ thể sinh học là sự trói buộc năng lực thực sự của nó. Dựa trên triết lý thiết kế này, robot bốn chân mang tên Marvel đã ra đời nhằm phục vụ trực tiếp trong các môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
Đối mặt với bề mặt thép rỉ sét và nhiều lớp dầu mỡ tại các xưởng đóng tàu hay bồn chứa khổng lồ, những miếng đệm mô phỏng chân thạch sùng trở nên vô dụng. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã trang bị cho Marvel hệ thống nam châm vĩnh cửu điện vô cùng tiên tiến và mạnh mẽ.
Hệ thống này cho phép robot khóa chặt và nhả lực hút an toàn chỉ trong vòng năm mili giây thông qua các xung điện ngắn. Nhờ đó, Marvel có thể mang vác dụng cụ nặng và di chuyển trên tường thẳng đứng với tốc độ 0.7 mét mỗi giây, thậm chí bám lộn ngược trên trần nhà dễ dàng.
Ngoài thiết kế phần cứng ưu việt, thách thức lớn nhất của các kỹ sư chế tạo là thu hẹp khoảng cách hoạt động giữa môi trường mô phỏng và thế giới thực. Phòng thí nghiệm của giáo sư Park giải quyết vấn đề này bằng cách chạy đồng thời khoảng 400 bản sao robot trong không gian ảo.
Quy trình này giúp hệ thống học được cách đi lại chỉ trong nửa ngày, tương đương với việc rèn luyện vật lý suốt một năm trong thực tế. Tuy nhiên, lực ma sát phức tạp tại các khớp nối vật lý thường khiến hệ thống mất thăng bằng nghiêm trọng khi bước ra khỏi môi trường mô phỏng.
Để khắc phục triệt để, nhóm nghiên cứu đã tự thiết kế các bộ truyền động chuẩn trực tiếp, giúp giảm tỷ số truyền xuống còn một phần mười so với thông thường. Thiết kế đột phá này làm giảm đáng kể ma sát phần cứng, giúp chuyển động thực tế của cỗ máy bám sát với những gì đã được huấn luyện.
Sự tương thích hoàn hảo giữa trí tuệ nhân tạo và phần cứng đã tạo nên thành công vang dội cho robot nhảy lò cò một chân của Kaist. Cỗ máy này có thể tự giữ thăng bằng và thực hiện các động tác nhào lộn trên không vô cùng chuẩn xác mà không cần bất kỳ bộ phận hỗ trợ nào khác.
Giáo sư Park luôn nhấn mạnh rằng phần mềm không thể đơn độc giải quyết mọi vấn đề phát sinh trong quá trình vận hành thực tế. Một hệ thống điều khiển trí tuệ nhân tạo tinh vi đến đâu cũng trở nên vô dụng nếu nền tảng phần cứng cơ khí không đủ khả năng đáp ứng lực cản vật lý.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu của ông đang tập trung phát triển các robot hình người có khả năng mang tải trọng từ 25 kg trở lên tại các nhà máy. Những cỗ máy mạnh mẽ này được thiết kế chuyên biệt để bù đắp sự thiếu hụt lao động đang ngày càng trầm trọng do dân số già hóa tại Hàn Quốc.
Sự phát triển của robot cũng giống như ngành công nghiệp thiết bị bay không người lái, nơi những thị trường khổng lồ được mở ra từ những nhu cầu chưa từng tồn tại trước đây. Mục tiêu cuối cùng của tự động hóa là tạo ra những trợ thủ đắc lực, giải phóng con người khỏi công việc nguy hiểm để theo đuổi những giá trị cao hơn.
Nguồn: GenK