Tin Khoa học - Công nghệ trong nước

Xu thế phát triển của rô bốt trên thế giới và tình hình nghiên cứu phát triển rô bốt ở Việt Nam hiện nay

.

Theo dự báo trong vòng 20 năm nữa mỗi người sẽ có nhu cầu sử dụng một rô bốt cá nhân như cần một máy tính PC hiện nay và Rô bốt sẽ là tâm điểm của một cuộc cách mạng công nghệ lớn sau Internet. Với xu thế này, cùng với các ứng dụng truyền thống khác của rô bốt trong công nghiệp, y tế, giáo dục đào tạo, giải trí và đặc biệt trong an ninh quốc phòng thì thị trường rô bốt và các dịch vụ ăn theo rô bốt sẽ vô cùng lớn.

Rô bốt tổng hợp trong nó cả khoa học và công nghệ. Để thiết kế và chế tạo được rô bốt, ta cần có các tri thức của toán học, cơ học, vật lý, điện tử, lý thuyết điều khiển, khoa học tính toán và nhiều tri thức khác. Để có thể ứng dụng được rô bốt, ta cần biết rõ về đối tượng ứng dụng. Rô bốt là sản phẩm tích hợp cả khoa học và công nghệ với độ phức tạp cao.

Rô bốt đã có những tiến bộ đáng kể trong hơn nửa thế kỷ qua. Rô bốt đầu tiên được ứng dụng trong công nghiệp vào những năm 60 để thay thế con người làm các công việc nặng nhọc, nguy hiểm trong môi trường độc hại. Do nhu cầu cần sử dụng ngày càng nhiều trong các quá trình sản xuất phức tạp nên rô bốt công nghiệp cần có những khả năng thích ứng linh họat và thông minh hơn. Ngày nay, ngoài ứng dụng sơ khai ban đầu của rô bốt trong chế tạo máy thì các ứng dụng khác như trong y tế, chăm sóc sức khỏe, nông nghiệp, đóng tàu, xây dựng, an ninh quốc phòng và gia đình đang có nhu cầu gia tăng đang là động lực cho các rô bốt địa hình và rô bốt dịch vụ phát triển.

Có thể kể đến một số loại rô bốt được quan tâm nhiều trong thời gian qua là: tay máy rô bốt (Robot Manipulators), rô bốt di động (Mobile Robots), rô bốt phỏng sinh học (Bio Inspired Robots) và rô bốt cá nhân (Personal Robots). Tay máy rô bốt bao gồm các loại rô bốt công nghiệp (Industrial Robot), rô bốt y tế (Medical Robot) và rô bốt trợ giúp người tàn tật (Rehabilitation robot). Rô bốt di động được nghiên cứu nhiều như xe tự hành trên mặt đất AGV (Autonomous Guided Vehicles), rô bốt tự hành dưới nước AUV (Autonomous Underwater Vehicles), rô bốt tự hành trên không UAV (Unmanned Arial Vehicles) và rô bốt vũ trụ (Space robots). Với rô bốt phỏng sinh học, các nghiên cứu thời gian qua tập trung vào 2 loại chính là rô bốt đi (Walking robots) và rô bốt dáng người (Humanoid Robots). Bên cạnh đó, các loại rô bốt phỏng sinh học dưới nước như rô bốt cá, các cấu trúc chuyển động phỏng theo sinh vật biển cũng được nhiều nhóm nghiên cứu phát triển.


Rô bốt dáng người (Nguồn: www. gizmodo.com)

Mặc dù về cấu trúc các loại rô bốt có nhiều điểm khác nhau nhưng các nghiên cứu hiện nay đều hướng về các ứng dụng dịch vụ và hoạt động của rô bốt trong môi trường tự nhiên. Mỹ là nước tập trung đầu tư hàng trăm tỷ USD cho phát triển hệ thống tác chiến tương lai trong đó rô bốt quân sự hoạt động ở các địa hình trên cạn, dưới nước và trên không chiếm phần không nhỏ. Với sự phát triển của xã hội và quá trình hiện đại hóa ở các nước G7 thì nhiều dịch vụ mới được hình thành làm thay đổi quan điểm về rô bốt, từ rô bốt phục vụ công nghiệp sang rô bốt phục vụ cho các nhu cầu xã hội và nhu cầu cá nhân của con người. Rô bốt được thiết kế phục vụ cho con người như những người giúp việc đắc lực, đa năng. Quá trình này dẫn đến các khái niệm mới và cả tay máy công nhiệp lẫn rô bốt di động truyền thống sẽ phải thay đổi một cách cơ bản mới đáp ứng được yêu cầu của thị trường dịch vụ con người này.


Rô bốt thám hiểm sao hoả (Nguồn: robotics.youngester.com)

Tại Việt Nam, nghiên cứu phát triển rô bốt đã có những bước tiến đáng kể trong 25 năm vừa qua. Nhiều đơn vị trên toàn quốc thực hiện các nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng về rô bốt như Trung tâm Tự động hoá, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Điện tử, Tin học, Tự động hoá thuộc Bộ Công nghệp, Đại học Bách khoa TP.HCM, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Viện Cơ học, Viện Công nghệ thông tin thuộc Viện KHCNVN. Bên cạnh đó còn phải kể đến Công ty Cổ phần Robot TOSY, doanh nghiệp thiết kết và chết tạo rô bốt Việt Nam có nhiều sản phẩm ấn tượng trên trường quốc tế.

Rô bốt công nghiệp (Hãng Tosy Robotics, Việt Nam)

Song song với chế tạo rô bốt thì các công trình nghiên cứu khoa học về rô bốt được công bố của các nhà khoa học Việt Nam rất đa dạng và theo sát được các hướng nghiên cứu của thế giới. Các nghiên cứu về rô bốt ở Việt Nam liên quan nhiều đến các vấn đề về động học, động lực học, thiết kế quỹ đạo, xử lý thông tin cảm biến, cơ cấu chấp hành, điều khiển và phát triển trí thông minh cho rô bốt. Các nghiên cứu về động học và động lực học rô bốt được các khoa cơ khí, chế tạo máy ở các trường đại học và các viện nghiên cứu về cơ học, chế tạo máy, cơ khí quan tâm cả trong dân sự và quân sự. Ngoài việc tìm các phương pháp giải các bài toán liên quan đến cơ học của các loại rô bốt nối tiếp, song song, di động, thì các chương trình mô phỏng kết cấu và chuyển động 3D được áp dụng và phát triển để minh họa cũng như phục vụ cho phân tích, thiết kế rô bốt. Các công bố liên quan về cơ học rô bốt thường được thực hiện bởi cán bộ của Viện Cơ học - Viện KH&CN Việt Nam, Khoa Cơ khí Chế tạo máy thuộc đại học Bách Khoa Hà Nội và Đại học Bách Khoa Tp.HCM, các bộ môn Rô bốt và Cơ điện tử ở các trường đại học khác. Lĩnh vực điều khiển rô bốt rất phong phú, từ các phương pháp điều khiển truyền thống như PID, phương pháp tính mô men, phương pháp điều khiển trượt đến các phương pháp điều khiển thông minh như điều khiển sử dụng mạng nơ ron, logic mờ, thuật gen và các phương pháp điều khiển tự thích nghi, các phương pháp học cho rô bốt, các hệ visual servoing… Trong các công bố về điều khiển rô bốt phải kể đến các công trình của Viện Công Nghệ Thông tin Viện KH&CN Việt nam, Đại học Bách Khoa Hà Nội và Đại học Bách Khoa Tp.HCM. Gần đây, đội ngũ nghiên cứu và giảng dậy ở Đại học Quốc gia Hà Nội và Học viện Kỹ thuật Quân sự cũng có nhiều công bố liên quan đến lĩnh vực điều khiển rô bốt do đội ngũ giáo viên trẻ tốt nghiệp tiến sỹ ở nước ngoài về tiếp tục các nghiên cứu của mình. Lĩnh vực rô bốt di động với nhiều cảm biến dẫn đường và camera đang được nhiều đơn vị trong nước quan tâm nghiên cứu. Các vấn đề xử lý ảnh tốc độ cao, phối hợp đa cảm biến, định vị và lập bản đồ không gian, thiết kế quỹ đạo chuyển động cho rô bốt di động đã có nhiều công bố trong các Hội nghị cơ điện tử toàn quốc năm 2004, 2006, 2008 và 2010. Các nghiên cứu về thị giác rô bốt được quan tâm cả ở rô bốt công nghiệp và rô bốt di động, nhất là lĩnh vực nhận dạng và điều khiển rô bốt trên cơ sở thông tin hình ảnh. Các vấn đề về xử lý ngôn ngữ tự nhiên, nhận dạng và tổng hợp tiếng nói tiêng Việt bắt đầu được chú ý cho các lọai rô bốt dịch vụ.

Các nghiên cứu cơ bản về rô bốt của Việt Nam đã được công bố nhiều trên các Hội Nghị và tạp chí quốc tế. Việc phối hợp với các nước như Nhật, Mỹ, Singapore, Đức tổ chức các hội nghị quốc tế tại Việt nam liên quan đến rô bốt như RESCCE’98, RESCCE’00, RESCCE’02, ICMT2004, ICARCV 2008, ITOMM 2009 là một chuỗi hoạt động khoa học liên tục của cộng đồng Robotics Việt nam hòa nhập vào các hoạt động nghiên cứu khoa học với các nước khu vực và tiên tiến trên thế giới.

Với xu thế toàn cầu hóa, sự phân công lao động trong chuỗi cung sản phẩm và dịch vụ trên thế giới đã không còn giới hạn địa lý. Cơ hội cho mỗi cá nhân, tổ chức có thể tham gia vào các công việc trên thế giới là bình đẳng cho mọi người, mọi dân tộc và mọi quốc gia. Vì vậy, với bối cảnh rô bốt sẽ là trung tâm của cuộc cách mạng công nghệ kế tiếp sau PC- Internet của thế giới trong vòng 20 năm nữa, Việt Nam không thể bỏ lỡ cơ hội này như với máy vi tính PC 30 năm trước. Để đạt được điều này, chúng ta phải có những định hướng ngay từ bây giờ như:

  • Về đào tạo: Tập trung phát triển đông đảo nguồn nhân lực có kiến thức toàn diện từ sử dụng đến nghiên cứu phát triển các rô bốt và các ứng dụng liên quan.
  • Về nghiên cứu: Tập trung cho phát triển trí tuệ của rô bốt từ mức thấp với khả năng giải quyết một vài việc cụ thể đến mức cao với khả năng nhận thức, suy diễn và ra quyết định để rô bốt có thể thích ứng với môi trường tự nhiên và tham gia vào xã hội loài người.
  • Về sản xuất: Tập trung thiết kế và chế tạo các loại rô bốt dịch vụ Việt Nam có tính thực dụng cao, giá rẻ, đơn giản và chuyên dụng cho các công việc cụ thể.
  • Tham gia vào chuỗi cung toàn cầu của các sản phẩm, hệ thống rô bốt từ các công việc tay chân như lắp ráp, gia công đến các công việc trí óc như thiết kế, nghiên cứu và đào tạo. Chuẩn bị nguồn lực cho các nhu cầu của một xã hội có sự hiện hữu phổ biến của rô bốt trong đời sống hàng ngày.
  • Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam cần có chiến lược dài hạn cho phát triển các nghiên cứu về rô bốt, phát huy vai trò đầu tàu về nghiên cứu cơ bản trong phát triển rô bốt ở Việt Nam, một lĩnh vực trung tâm của cuộc cách mạng công nghệ lớn tiếp theo, có tầm ảnh hưởng đến toàn xã hội loài người trong thời gian 15-20 năm tới.

Để có thể hội nhập và phát triển trong xu thế toàn cầu hóa hiện nay Việt Nam cần có một cộng đồng rộng lớn các chuyên gia tâm huyết, có môi trường học tập và nghiên cứu lành mạnh và một chính sách vĩ mô hỗ trợ tri thức phát triển thích nghi được với quá trình “phẳng” hóa thế giới hiện nay.

Nguồn tin: GS. TSKH. Phạm Thượng Cát - Viện Công nghệ Thông tin
Xử lý tin : Quỳnh Trang


Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".