Sáng 2/12, tại Tuần lễ Khoa học - Công nghệ VinFuture 2025, sự kiện "Diễn thuyết truyền cảm hứng: Công nghệ đột phá tương lai" đã chính thức diễn ra. Sự kiện đã giới thiệu bốn câu chuyện đổi mới đang tái định hình thế giới từ robot thông minh, y học phục hồi đến nông nghiệp cho kỷ nguyên mới thông qua phần diễn thuyết của 4 nhà khoa học đình đám: GS. Ho-Young Kim, PGS. Đỗ Thành Nhỏ, PGS. Raymond Kai-yu Tong và ông Nguyễn Đỗ Dũng.

Trong số đó, GS. Ho-Young Kim mang đến phần chia sẻ về một mô hình hoàn toàn mới trong lĩnh vực robot học.

"Ngày còn nhỏ, tôi thường dành nhiều giờ để xem các dây leo xoắn vào nhau hay quan sát đàn kiến đi thành hàng vận chuyển thức ăn mà không cần ai giám sát", GS. Kim mở đầu bài nói.

Những sự kiện thiên nhiên đơn giản này đã khiến ông trở thành kỹ sư nghiên cứu về "trí tuệ vật lý" - một khái niệm trong đó vật chất là tác nhân đảm nhiệm vai trò tính toán chứ không phải các vi mạch silicon, khiến trí tuệ được thể hiện ngay trong hình thái và vật liệu của những con robot. Thực tế cho thấy, robot truyền thống tiêu thụ nhiều năng lượng và vật liệu, trong khi thiên nhiên có trí tuệ đơn giản mà hiệu quả, ví dụ như chim bay không cần đèn giao thông hay rễ cây tìm dinh dưỡng không cần bản đồ.

Giáo sư Ho-Young Kim

Loại "trí tuệ vật lý" này vốn rất phổ biến trong tự nhiên, giống như việc đàn kiến có thể xây cầu và bè thông qua những tương tác phối hợp giữa từng cá thể. Tuy nhiên, cách tiếp cận này chỉ mới được thử nghiệm gần đây trong lĩnh vực robot học.

Nguyên lý "trí tuệ vật lý" mà GS. Kim giới thiệu được cụ thể hóa qua mô hình LinkBot - một đội robot tự lắp ráp và tự điều hướng độc đáo. LinkBot không phải là một robot cá thể phức tạp, mà là một tập hợp các robot nhỏ, đơn giản và có chi phí thấp, được kết nối với nhau bằng các liên kết. Chúng có khả năng thay đổi hình thái linh hoạt và hoạt động theo kiểu tập thể, cộng tác để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp, từ dọn dẹp chất gây ô nhiễm cho đến tìm kiếm cứu hộ trong các môi trường khắc nghiệt mà robot thông thường không thể tiếp cận.

Trong bài trình bày, GS. Kim đã giới thiệu các hệ thống nhân tạo được phát triển trong phòng thí nghiệm của mình - nơi mà những "hành vi thông minh" được hình thành hoàn toàn nhờ vào các tương tác vật lý giữa robot và môi trường xung quanh.

Ngoài lề buổi diễn thuyết, chúng tôi đã có cuộc trò chuyện ngắn với GS. Ho-Young Kim để hiểu thêm về công nghệ ông mang đến giới thiệu tại VinFuture lần này.

Chào GS. Ho-Young Kim, trong bài diễn thuyết của mình, ông đã giới thiệu về những con LinkBot rất ấn tượng, ông có thể giới thiệu thêm về các lĩnh vực ứng dụng của công nghệ này?

Công nghệ này có thể ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau, nhưng tôi xin được chia sẻ về hai lĩnh vực ứng dụng chính sau đây. Đầu tiên, đó chính là nó có thể ứng dụng vào việc làm sạch chất gây ô nhiễm nguồn nước. Chúng ta có thể sử dụng đoàn robot dạng LinkBot này để gom rác thải nổi che phủ mặt nước sông, hồ, đại dương. Chúng ta sẽ có một nhóm robot được kết nối bằng các liên kết, sau khi được triển khai trên mặt nước, chúng có thể tiếp cận các chất ô nhiễm, bao bọc các chất ô nhiễm đó, sau đó đưa các chất ô nhiễm trở lại bờ.

Một lĩnh vực khác có thể áp dụng chính là cho mục đích khám phá. Chúng ta có những robot có thể điều hướng, vượt chướng ngại vật… nhưng chúng thường có kích thước lớn, khó có thể len qua được các khe nhỏ hay qua đám đông. Tuy nhiên, LinkBot của chúng tôi có thể điều hướng hiệu quả vào cả các khe hở nhỏ giữa chướng ngại vật. Theo cách đó, loại robot này có thể được sử dụng để tìm kiếm người sống sót trong khu vực hư hại, như sau động đất hoặc sập nhà.

Còn các lĩnh vực khác thì chúng ta cần thời gian để khám phá thêm.

Robot LinkBot có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau

Ông đã ứng dụng công nghệ này ở Hàn Quốc và tại Việt Nam, theo ông, khả năng ứng dụng là sẽ như thế nào?

Việt Nam là một quốc gia có ngành công nghiệp sản xuất mạnh. Điều này đồng nghĩa với việc các nhà máy và kho hàng của Việt Nam có hệ thống kho hàng lưu trữ khổng lồ với rất nhiều bộ phận, linh kiện và hàng hóa. Đây chính là một lĩnh vực ứng dụng tiềm năng cho LinkBot.

Robot LinkBot có thể được sử dụng để di chuyển và thu thập các kiện hàng hóa hoặc bộ phận, sau đó bọc lại và chuyển chúng đến một vị trí khác. Tính năng nổi bật là các robot này không cần kiểm soát từng cá thể riêng lẻ mà sẽ hoạt động theo phong cách tập thể, cộng tác với nhau. Chúng có thể tạo thành một đội hình, sau đó cùng nhau mang vác vật thể hoặc các bộ phận một cách hiệu quả.

Cụ thể, trong các nhà máy hoặc nhà xưởng, nơi hàng hóa thường chất đống rất nhiều và có các khe nhỏ mà robot lớn hoặc con người khó có thể lách qua, đội robot LinkBot có thể dễ dàng len lỏi. Chúng có thể giúp thu gom, đưa hàng hóa ra và di chuyển nhiều loại vật liệu khác nhau như vải vóc, vỏ điện thoại di động, hay các linh kiện điện tử. Đây là một ứng dụng rất phù hợp và có tiềm năng lớn tại các nhà máy sản xuất của Việt Nam.

Công nghệ này quả là rất tuyệt vời, vậy chi phí để tạo ra robot này cũng như ứng dụng nó vào thực tế liệu có đắt không? Ông nghĩ sao về việc chuyển giao công nghệ miễn phí cho Việt Nam?

Robot LinkBot được thiết kế để có chi phí thực sự phải chăng và hợp lý, đặc biệt phù hợp với các quốc gia đang phát triển. Robot này hoạt động dựa trên nguyên lý rất đơn giản, tương tự như việc liên kết các món đồ chơi đơn giản lại với nhau. Chúng ta có thể hình dung nó giống như những chiếc xe điều khiển từ xa (RC cars) mà trẻ em thường chơi. Tất cả những gì cần thiết là một "link" (công cụ kết nối) để liên kết những thiết bị đồ chơi nhỏ, đơn giản đó lại cùng nhau, tạo ra một "đoàn robot" LinkBot. Chỉ cần liên kết một cách khôn ngoan các cấu trúc đơn giản này, chúng sẽ thể hiện những hành vi phức tạp mà chúng ta thường thấy ở các nhóm kiến hoặc các loài chim. Giải pháp này không yêu cầu một cơ chế kiểm soát phức tạp, do đó rất hợp lý để triển khai.

Về cơ chế chuyển giao công nghệ, công trình nghiên cứu về LinkBot đã được công bố trên các bài báo, tạp chí khoa học. Do đó, tất cả công nghệ đều đã được chia sẻ và có thể được tìm hiểu thông qua các tài liệu này. Chúng tôi sẵn lòng chia sẻ kiến thức miễn phí vì lợi ích công cộng và khoa học.

Trong trường hợp các doanh nghiệp tư nhân hoặc các công ty sản xuất muốn áp dụng công nghệ này, họ có thể hợp tác với chúng tôi. Hai bên sẽ cùng làm việc để đưa ra các sản phẩm với chi phí hợp lý, tạo ra giá trị kinh tế và chia sẻ lợi ích đó.

Theo GS. Kim, chi phí để tạo ra những robot kiểu mới này rất phải chăng

Quay lại với công nghệ của ông, sau khi đoàn robot thực hiện một nhiệm vụ thì việc thu hồi chúng diễn ra như thế nào? Liệu có tổn thất gì không?

Do robot LinkBot thường được sử dụng trong các môi trường nguy hiểm hoặc khắc nghiệt, việc các robot cá thể bị hỏng là điều có thể xảy ra. Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề lớn vì LinkBot là một robot có chi phí rất rẻ, người dùng có thể thay thế con robot mới với mức giá rất thấp. Thậm chí, trong một số trường hợp, người dùng hoàn toàn có thể bỏ những con robot bị hỏng đó đi, thay vì thu gom lại để tái sử dụng, do chi phí sản xuất ban đầu rất thấp.

Về phương thức thu hồi đội robot LinkBot sau khi hoàn thành nhiệm vụ, chúng ta có thể sử dụng cơ chế vật lý, đó là nối một sợi dây dài vào đội robot và sau đó kéo chúng về. Ngoài ra, chúng ta cũng có thể thu hồi tự động, do mỗi đội robot có một robot trung tâm (Center Bot) có khả năng điều khiển từ xa (RC control). Sau khi hoạt động xong, robot trung tâm này có thể tự động trở về vị trí ban đầu và tất cả các robot còn lại (Side Robots) được liên kết với nó sẽ tự động đi theo. Như vậy, người dùng chỉ cần điều khiển một con robot dẫn đầu và tất cả các robot khác sẽ cùng nhau quay trở lại.

Nghiên cứu của ông là sự kết hợp tuyệt vời của cơ học, sinh học và vật lý. Xét về định hướng tương lai, nhằm thúc đẩy sự hợp tác đa ngành, ông nghĩ lĩnh vực nào ngoài nghiên cứu hiện tại của ông, có thể mang lại bất kỳ đột phá nào khi ông kết hợp nghiên cứu của mình với cơ học chất lỏng? 

Nghiên cứu của tôi là sự kết hợp của nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm cơ học, khoa học vật liệu và sinh học. Trong tương lai, lĩnh vực mà tôi đặc biệt quan tâm và muốn kết hợp vào công việc của mình chính là trí tuệ nhân tạo (AI). Mục tiêu chính của tôi là sử dụng Deep Learning để khám phá và tìm ra cách tự nhiên tạo ra những hành vi thông minh. Ví dụ khi một đàn chim hoặc đàn kiến hoạt động, chúng tạo ra một chuyển động phối hợp mà không có tín hiệu giao thông hay người giám sát. Mỗi cá thể chỉ quan sát những con bên cạnh và điều chỉnh hướng đi, tốc độ của mình. 

Chúng tôi đang sử dụng AI và Deep Learning để tìm ra quy luật mà mỗi con chim hay con kiến riêng lẻ sử dụng để phối hợp chuyển động. Điều này giúp giải mã và hiểu được cách các sinh vật trong tự nhiên đưa ra quyết định ở cấp độ cá nhân để tạo ra một mô hình tập thể.

Ông có thể chia sẻ thêm về tầm nhìn của mình đối với robot mềm trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe không? Có lẽ là các thiết bị hỗ trợ đeo được trong 5 đến 10 năm tới?

Tôi cho rằng việc áp dụng robot mềm là một xu hướng không thể tránh khỏi khi nói đến sự tương tác giữa robot và cơ thể con người. Các robot thông thường được làm từ kim loại hoặc các vật liệu cứng, chúng quá thô cứng khi tiếp xúc với cơ thể người. Do đó, tất cả các ứng dụng có sự tiếp xúc trực tiếp với con người đều cần một giao diện mềm giữa máy móc và cơ thể. Robot mềm phải được áp dụng cho bất kỳ loại robot nào tiếp xúc với cơ thể con người, bao gồm các mục đích y tế, phục hồi chức năng hoặc chỉ đơn giản là chăm sóc người lớn tuổi hay trẻ nhỏ.

Về các vật liệu tiềm năng cho thế hệ robot mềm trong tương lai, tôi nghĩ có ba nhóm hứa hẹn nhất: Liquid Crystal Elastomers (Chất đàn hồi tinh thể lỏng), Shape Memory Alloy (Hợp kim nhớ hình dạng), và Hydrogels (Hydrogel). Đặc biệt, Hydrogel rất giống với mô người, vì vậy chúng có thể được sử dụng cho mục đích cấy ghép. Những vật liệu này được coi là những vật liệu đầy hứa hẹn nhất để phát triển thế hệ robot mềm tiếp theo.

Cảm ơn những chia sẻ của ông!

Robot LinkBot có thể tham gia cứu hộ thiên tai, làm sạch môi trường...