TiaSang
Thứ 3, Ngày 25 tháng 1 năm 2022
Đổi mới sáng tạo

Robot hình người: Nên giống ở mức độ nào?

25/04/2018 07:00 -

Robot hình người (Humanoide Robot) cần phải học để biết vận động như con người, một số robot có thể tập thể dục, cưỡi ngựa hoặc chống đẩy. Tuy nhiên robot cũng chỉ nên giống con người ở một mức độ nhất định - nếu vượt qua giới hạn đó thì cỗ máy này lại gây ra nỗi sợ hãi đối với con người.

Robot Atlas

"Atlas" đứng tại chỗ và làm một cú nhảy lộn ngược, hai chân tiếp đất một cách vững vàng. Đối với các vận động viên thể dục đây là bài tập chuẩn nhưng với robot lại được coi là hành động kỹ thuật cao. Vì vậy công ty sản xuất Boston Dynamics của Mỹ gọi "Atlas" là "robot hình người năng động nhất thế giới”. Tuy nhiên những động tác đầy ấn tượng này phần lớn được thực hiện riêng lẻ - có lẽ "Atlas" không thể thực hiện một cách nhịp nhàng các “động tác nhảy lộn ngược” như con người. Đối với các nhà phát triển robot hình người thì các động tác của con người vẫn luôn là những thách thức vô cùng to lớn.

Nhu cầu cần có robot giống người

Tại sao người ta cần phải có những robot giống con người? Tamim Asfour thuộc Viện Công nghệ Karlsruhe (KIT) cho rằng điều này là cần thiết để trong quá trình làm việc con người có thể lường trước các hoạt động của máy móc. Vị kỹ sư của KIT coi việc “gắn với đời sống” là một nhiệm vụ quan trọng trong tương lai đối với robot hình người: khi làm việc nhà, trong chăm sóc người già yếu, trong sản xuất hàng hoá hoặc khi làm các công việc bảo dưỡng trên mặt đất, trên biển cả hay trên vũ trụ - thí dụ khi làm việc ở bên ngoài trạm Vũ trụ quốc tế (ISS). Ngay cả đối với những công việc nguy hiểm phải tiến hành sau thảm hoạ, trong việc giảng dạy ở trường học phổ thông, các động tác giống con người luôn là mục tiêu hướng tới.

Tuy nhiên đây vẫn đang là viễn cảnh tương lai. Hiện tại các kỹ sư vẫn đang đau đầu với các vấn đề cơ bản, như làm sao để robot đi bằng đôi chân giống người. Theo Daniel Rixen thuộc Đại học kỹ thuật München, hiện tại robot đã đi trên mặt đường bằng phẳng thành công, tuy nhiên khi đi lại trên con đường gập ghềnh hoặc có vật cản thì còn nhiều khó khăn. "Chúng ta tập đi trên những con đường gập ghềnh khi còn là trẻ nhỏ nhưng đối với robot thì điều này còn là một thách thức", Rixen nói.

Khi bước trên cát thay vì trên đường lát gạch, robot buộc phải thực hiện các động tác để lấy lại thăng bằng. Hiện tại Rixen và đồng nghiệp đang làm việc về hệ thống điều chỉnh nhanh nhằm giúp robot có khả năng phản ứng tức thì. Mục tiêu: để robot có thể ngay lập tức dừng chân trước nguy cơ bị sa xuống hố.

Để làm các động tác của robot giống người hơn, Yuki Asano và các nhà nghiên cứu thuộc đại học Tokyo đã thay đổi cấu trúc thông thường: robot hình người có tên "Kengoro" của bà có bộ xương bằng nhôm và rất tương đồng với bộ xương con người. Ngoài ra con robot này còn có 53 thiết bị giống cơ bắp. Các khớp nối của con robot này tuy không co duỗi được như của con người, nhưng so với các con robot hình người khác thì cử động linh hoạt hơn hẳn. Theo tạp chí chuyên đề “Science Robotics” mô tả thì Kengoro có khả năng làm các động tác hít đất, ép bụng hoặc có thể duỗi người ra.

Việc lập trình cho một chuỗi động tác của robot vẫn luôn gặp khó khăn. Vì vậy một chuyên gia Nhật Bản khác là Jun Morimoto thuộc Viện Nghiên cứu Viễn thông Tiên tiến Quốc tế (Advanced Telecommunications Research Institute International) ở Kyoto đề nghị thực hiện một phương pháp học mới: Dùng dữ liệu để đo cử động và hoạt động ở các cơ của người và coi đây là cơ sở để tính toán về sự cử động của Robot. Với sự hỗ trợ của mạng nơ-ron hoặc các phương pháp khác trong trí tuệ nhân tạo, robot có thể học nhiều chuỗi cử động hơn nữa, Morimoto mới đây đã viết trong "Science Robotics".

Tại Karlsruhe, Asfour và các đồng nghiệp đã phát triển một cơ sở dữ liệu lớn nhất thế giới về các cử động ở cơ thể con người mang tên “Cơ sở dữ liệu toàn bộ chuyển động của cơ thể người” (KIT- Whole-Body Human Motion Database). Cũng theo "Science Robotics", các nhà nghiên cứu mới đây công bố bảng phân loại chuyển động cơ thể dựa trên 388 bản vẽ về cơ thể. Thí dụ bảng phân loại này phân biệt giữa quỳ gối và đứng thẳng, giữa sờ bằng lòng bàn tay với việc cầm nắm, giữa ngồi, tựa lưng và nằm - và các tư thế này với nhiều sự kết hợp khác nhau. Từ đó họ tập trung vào 46 tư thế quan trọng của cơ thể. Asfour giải thích việc phân loại này giúp cho robot hình người có thể nhanh chóng thay đổi tư thế vận động của cơ thể chỉ trong vài giây.

Egidio Falotico thuộc Trường Nghiên cứu Cao cấp Sant'Anna (Scuola Superiore Sant'Anna) ở Pisa và các đồng nghiệp cũng kiến nghị về các nguyên tắc cơ bản đối với cử động của robot hình người. Họ cũng lấy con người làm hình mẫu: theo đó sự lấy thăng bằng sẽ dựa vào một hệ thống ở trong đầu robot, hệ thống này giống như giác quan thăng bằng ở con người.

Khi toàn bộ quá trình vận động đã sẵn sàng, thì trong một số nhiệm vụ nhất định robot thậm chí còn có thể làm hơn con người: theo Rixen thì trong tương lai Robot có thể làm nhiệm vụ thử nghiệm bộ phận cơ thể giả. "Bởi nhận xét về việc thử nghiệm các bộ phận giả của con người thường thiếu sự khách quan ", Rixen nói.

Giống quá sẽ... gây sợ hãi

Tuy nhiên việc cử động giống con người cũng chỉ là một trong các vấn đề cần giải quyết khi robot hỗ trợ con người trong công việc và cuộc sống thường ngày. Markus Appel ở Đại học Würzburg, đang nghiên cứu về vấn đề con người chấp nhận sự giống người của robot đến mức nào cho biết, vào những năm 70, robot càng giống người thì càng gây được nhiều thiện cảm hơn. Tuy nhiên về sau điều này chỉ đúng ở một mức độ nhất định. Sự giống nhau quá lại khiến nhiều người cảm thấy sợ hãi - khi không thể phân biệt nổi robot với con người.

Các đồng sự của Appel nhận thấy: Một robot được chế tạo càng giống người bao nhiêu thì càng gây cảm giác sợ hãi bấy nhiêu. Robot khi là một công cụ thông thường ít gây cảm giác sợ hãi hơn so với con robot biết lập kế hoạch và hành động độc lập. Qua khảo sát, nhiều người cho rằng robot đáng sợ nhất khi biết thể hiện cảm xúc và nhu cầu. "Dựa vào các kết quả nghiên cứu đó, chúng tôi khuyến nghị rằng các công ty chế tạo robot không nên quá nhân cách hóa robot dịch vụ trong quá trình sản xuất”, Appel nói. Những khuyến cáo này cũng áp dụng cho các bệnh viện, nhà dưỡng lão, nơi cảm xúc con người như sự cưu mang, giúp đỡ được coi là một đặc thù nghề nghiệp. 

Ngay cả Asfour cũng cố gắng tạo ra sự khác biệt giữa robot và con người: "Phải luôn duy trì trạng thái phân biệt được máy móc với con người", Asfour nói. Loại robot ARMAR trợ lý (ARMAR-Assistenzroboter) được phát triển ở Karlsruhe có khả năng hoạt động độc lập và học tập, tuy vậy chúng chỉ hơi giống với người thật. Loại robot ARMA nội trợ có thể thu dọn máy rửa bát đĩa thậm chí không có chân mà thay vào đó là một giá đẩy.

Hoài Trang dịch

Nguồn bài và ảnh: http://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/wie-roboter-dem-menschen-aehnlicher-werden-a-1199161.html