Sau bảy năm nghiên cứu giải phẫu cơ thể, công ty Ba Lan thành công chế tạo cánh tay robot sở hữu cơ bắp như con người, có thể nắm được 7 kg chỉ bằng một ngón tay

Trong thế giới của trí tuệ hiện thân, khi các ông lớn như Tesla với dự án Optimus hay Boston Dynamics với robot Atlas đang mải mê chạy đua theo hướng tối ưu hóa hệ thống động cơ, bánh răng và các cấu trúc kim loại siêu cứng, một công ty khởi nghiệp đến từ Ba Lan mang tên Clone Robotics đã lặng lẽ mở ra một hướng đi hoàn toàn khác biệt.

Họ cho rằng những cỗ máy cứng nhắc truyền thống đã chạm tới giới hạn trong việc sao chép sự linh hoạt tinh tế của con người, đồng thời gặp rào cản lớn về việc kiểm soát chi phí. Lời giải của họ chính là quay về với cội nguồn sinh học, chế tạo ra những robot bằng cơ và xương nhân tạo, sở hữu lớp da thịt mềm mại và chuyển động chân thực y như một thực thể sống.

Sự ra đời của Clone Robotics là kết quả từ niềm đam mê mãnh liệt của hai nhà sáng lập. Łukasz Kozlik, giám đốc công nghệ của công ty, đã dành trọn 7 năm để nghiên cứu chuyên sâu về giải phẫu học cơ thể người.

Ông dồn mọi tâm huyết để tìm cách mô phỏng hệ thống cơ và gân của con người bằng những vật liệu có chi phí thấp. Đồng hành cùng ông là giám đốc điều hành Dhanush Radhakrishnan.

Từng là một người hâm mộ cuồng nhiệt của Boston Dynamics, anh dần nhận ra sự bế tắc của hệ thống động cơ truyền thống và tin rằng, việc chế tạo ra một cấu trúc cơ bắp phỏng sinh học với độ tự do cao mới chính là chìa khóa mở ra kỷ nguyên của robot đa năng.

Để hiện thực hóa tầm nhìn đó, công ty đã phát triển thành công công nghệ cốt lõi mang tên Myofiber - một dạng cơ bắp nhân tạo được điều khiển bằng chất lỏng.

Lấy cảm hứng từ nguyên lý cơ nhân tạo McKibben ra đời từ những năm 1950, hệ thống này bao gồm một ống cao su được bọc chặt bởi lớp lưới sợi dệt.

Khi nước hoặc dầu thủy lực được bơm vào, áp suất sẽ làm ống cao su phình to, nhưng do bị lớp lưới bên ngoài giới hạn đường kính, khối cơ này buộc phải co lại theo chiều dọc.

Khi giải phóng áp suất, cơ bắp sẽ tự động giãn ra. Một sợi cơ Myofiber thể hiện sức mạnh đáng kinh ngạc khi có khả năng chịu đựng 650.000 chu kỳ co giãn liên tục, giúp một ngón tay robot có thể nhấc bổng vật nặng lên tới 7 kg.

Sản phẩm biểu tượng cho công nghệ này là bàn tay robot Clone Hand. Được giới thiệu là bàn tay máy có cấu trúc cơ xương gần gũi với con người nhất thế giới, thiết bị sở hữu 24 bậc tự do và 37 khối cơ McKibben.

Xương của bàn tay được đúc từ sợi carbon siêu nhẹ và bền chắc, trong khi các bộ phận còn lại đều làm từ vật liệu mềm. Thiết kế của nó bao gồm một phần xương cẳng tay, cẳng tay hoàn chỉnh và lòng bàn tay với các chỉ số sinh học tương đồng hoàn hảo với tay người thật.

Khả năng uốn cong ngón tay, cầm nắm hay nhặt các đồ vật nhỏ lẻ được thực hiện tinh tế đến mức khiến nhiều người lầm tưởng đây là một bàn tay bằng xương bằng thịt.

Điều gây chấn động hơn cả là chi phí để sản xuất ra một bàn tay Clone Hand chưa tới 2800 đô la Mỹ (tương đương khoảng 73,7 triệu đồng).

Bằng cách sử dụng vật liệu polymer thay thế cho phần lớn kim loại và ứng dụng thiết kế cơ và gân tích hợp để thay cho hệ truyền động phức tạp, hãng đã kéo giảm chi phí xuống mức không tưởng so với mức giá hàng chục nghìn đô la Mỹ của các cánh tay robot cứng cáp thông thường, vốn đòi hỏi nhiều chi tiết kim loại đắt đỏ, bộ giảm tốc tinh vi và cảm biến lực phức tạp.

Hệ thống dẫn động của thiết bị sử dụng van điện - thủy lực phản hồi áp suất độc lập cho từng nhánh cánh tay, kết hợp với động cơ điện một chiều không chổi than công suất 500 watt hoạt động như một trái tim bơm máu, và một bình chứa 2 lít nước dẻo cung cấp năng lượng tuần hoàn. Mọi thông số hoạt động đều được kiểm soát gắt gao ở tần số 100 Hz, với khả năng duy trì nguồn pin trong khoảng 2 giờ.

Bên cạnh cơ thể linh hoạt, Clone Robotics cũng đang huấn luyện cho robot một bộ não trí tuệ nhân tạo có khả năng thích ứng cao. Robot của hãng có thể học các thao tác mới chỉ bằng cách xem video con người làm việc, với thời gian đào tạo tính bằng phút và mục tiêu xa hơn là khả năng học hỏi thành thạo chỉ sau một lần quan sát.

Không dừng lại ở cánh tay, công ty tiếp tục cho ra mắt phần thân trên Clone Torso, tích hợp 124 cơ bắp điều khiển bằng thủy lực, xương sống carbon, phần cổ có thể cử động linh hoạt và bộ xử lý Raspberry Pi 4B mạnh mẽ.

Sự khác biệt của Clone Robotics đã giúp họ huy động được hàng trăm nghìn đô la Mỹ từ các quỹ đầu tư, bao gồm cả Trevor Blackwell - người đồng sáng lập Y Combinator.

Các phòng thí nghiệm trí tuệ nhân tạo đã bắt đầu đặt mua Clone Hand, trong khi Clone Torso nhận được hơn một trăm đơn hàng từ các tiệm bánh đến dịch vụ cắt cỏ, mở ra hy vọng thay thế con người trong các công việc nặng nhọc, nguy hiểm hoặc nhàm chán.

Dù con đường phỏng sinh học này bị đánh giá là đi ngược dòng số đông và công ty vẫn đang phải đối mặt với các bài toán khó về độ bền vật liệu hay sự tối ưu của hệ thống thủy lực, nhưng cách tiếp cận táo bạo này đã thực sự thổi một luồng gió mới vào ngành công nghiệp robot hiện đại.