Robotics là gì? Các loại và ứng dụng của Robotics trong thực tiễn

Trong thế kỷ 21, chúng ta đang dần bước vào kỷ nguyên của công nghệ AI và Robotics. Bạn nghĩ sao về việc những công việc lặp đi lặp lại hay thậm chí nguy hiểm được tự động hóa hoặc thực hiện bởi các cỗ máy thông minh? Điều này không chỉ mang lại sự tiện lợi, tiết kiệm thời gian mà còn mở ra nhiều khả năng mới trong mọi lĩnh vực của đời sống. Robotics chính là lĩnh vực khoa học, kỹ thuật làm nên điều kỳ diệu đó.

Robotics là gì?

Robotics là một lĩnh vực khoa học, kỹ thuật chuyên về thiết kế, xây dựng và ứng dụng robot cơ khí. Mục tiêu chính của ngành này là tạo ra các cỗ máy hiện đại, thông minh nhằm hỗ trợ các hoạt động công việc của con người. Sản phẩm của lĩnh vực Robotics là những robot có khả năng tái tạo và thay thế hành động của con người.

Robotics được xem là sự giao thoa giữa khoa học, kỹ thuật và công nghệ chế tạo máy móc. Robot có mặt ở nhiều hình thức và được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau trong mọi lĩnh vực, ngành nghề. Chúng tham gia vào các quy trình, chuỗi sản xuất và các hoạt động đòi hỏi tính chính xác hoặc nguy hiểm.

Các sản phẩm của Robotics được thiết kế rất đa dạng, thậm chí một số loại còn được mô phỏng giống con người tới 70% - 80%. Những robot này có thể thực hiện các chức năng phức tạp như nâng đồ vật, nói, nhận thức hoặc bất kỳ hành động nào khác của con người.

Mỗi robot có mức độ tự chủ khác nhau. Có loại robot hoàn toàn phụ thuộc vào sự điều khiển của con người, trong khi một số khác lại có thể tự động thực hiện các nhiệm vụ mà không cần sự can thiệp bên ngoài.

Để hoạt động, robot được cấu tạo từ các loại cơ khí khác nhau, có thiết kế phù hợp với nhiệm vụ và môi trường cụ thể. Chúng sở hữu các thành phần điện quan trọng (ví dụ như pin) để cung cấp năng lượng và điều khiển máy móc. Quan trọng nhất, robot chỉ hoạt động tốt khi được lập trình sẵn trên máy tính; nếu không có mã lệnh, chúng sẽ không nhận diện được nhiệm vụ của mình.

Ngành Robotics bắt đầu phát triển từ những năm 1950, với sự ra đời của những robot cơ khí đầu tiên nhằm tự động hóa quá trình công nghiệp. Robot Unimate, cánh tay cơ khí chế tạo năm 1961, là một ví dụ điển hình được sử dụng trong nhà máy ô tô General Motors. Ngày nay, tính năng của robot đã được nâng cấp đáng kể, cho phép chúng thực hiện các nhiệm vụ khó khăn và phức tạp hơn.

Các loại Robotics thông dụng

Có nhiều cách phân loại robot trong lĩnh vực Robotics. Dưới đây là một số loại robot thông dụng được đề cập:

• Robot lập trình sẵn: Loại robot này được con người lập trình cho các nhiệm vụ và hoạt động cụ thể. Chúng thường được kiểm soát và giám sát trong một môi trường nhất định. Robot lập trình sẵn thực hiện các công việc lặp lại nhanh chóng và hiệu quả hơn con người. Chúng giúp học sinh học cơ bản về lập trình, logic và thuật toán. Robot Lego, Arduino, Scratch là các ví dụ về robot lập trình được sử dụng trong giáo dục.
• Robot có hình dạng con người (Humanoid): Thông minh hơn robot lập trình sẵn, chúng có thể bắt chước các hành động của con người như chạy, nhảy, nói chuyện, hoặc khiêng/vác đồ vật. Một số robot còn có khuôn mặt và biểu cảm giống hệt con người. Robot hình người Sophia của Hanson Robotics và Atlas của Boston Dynamics là những ví dụ nổi tiếng. Trong giáo dục, robot hình người như Nao hay Pepper giúp học sinh học về cơ chế cơ thể người và tương tác xã hội.
• Robot tự động (Autonomous): Loại robot này không phụ thuộc vào bất kỳ điều khiển nào của con người. Chúng được thiết kế để thực hiện nhiệm vụ trong môi trường mở mà không cần giám sát liên tục. Robot tự động có khả năng tối ưu hóa công việc dựa trên dữ liệu và nhiệm vụ bằng cách sử dụng cảm biến để nhận thức môi trường xung quanh. Máy hút bụi Roomba di chuyển tự do trong nhà là một ví dụ về robot tự động sử dụng hệ thống cảm biến.
• Robot bán tự động (Điều khiển từ xa): Loại robot này còn được gọi là robot điều khiển từ xa. Con người có thể điều khiển chúng qua mạng không dây trong một khoảng cách nhất định. Robot bán tự động thường hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, địa lý hoặc thời tiết xấu. Máy bay không người lái được sử dụng để dò bom trên chiến trường là một ví dụ điển hình. Robot thám hiểm như Curiosity cũng thuộc loại này, giúp học sinh học về khoa học tự nhiên và vũ trụ.
• Robot tăng cường (Enhanced/Augmented): Loại robot này được sử dụng để thay thế hoặc nâng cao khả năng hoạt động đã mất của con người. Các ví dụ hiện nay bao gồm chân, tay giả hoặc bộ xương robot được dùng để nâng vật nặng.

Ngoài ra, trong lĩnh vực công nghiệp, có 6 loại robot phổ biến như Khớp nối theo chiều dọc, cartesian, SCARA, robot hình trụ, delta và robot hình cầu. Trong giáo dục, còn có robot hỗ trợ như Tutor, Probo giúp học sinh học các môn học và kỹ năng mềm.

Ứng dụng của Robotics trong thực tiễn

Robotics có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, mang lại hiệu quả cao và tối ưu hóa hoạt động của con người:

• Lĩnh vực sản xuất: Đây là ngành đã áp dụng robot phổ biến và lâu đời nhất. Robot được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ lắp ráp và kiểm tra chất lượng sản phẩm, đặc biệt trong sản xuất xe hơi hoặc thiết bị công nghiệp. Với sự phát triển của công nghệ, hệ thống robot ngày càng được ứng dụng nhiều hơn trong các nhà máy. Robotics được tận dụng trong các hệ thống sản xuất và công nghiệp như ngành gia công áp lực, công nghiệp đúc, gia công và lắp ráp tại Việt Nam.
• Lĩnh vực vận chuyển và hậu cần: Các nhà bán lẻ và công ty hậu cần sử dụng robot để chuyên chở, xử lý và theo dõi chất lượng vận hành. Robot trong kho giúp thúc đẩy và tối ưu hóa thời gian làm việc thông qua các nhiệm vụ như vận chuyển hàng hóa ra khỏi kệ, đóng gói sản phẩm. Năng suất làm việc của robot thường nhanh gấp nhiều lần so với sức người, mang lại hiệu quả cao.
• Chăm sóc nhà cửa: Robot giúp đơn giản hóa công việc nhà, giảm căng thẳng mệt mỏi. Chúng có thể thực hiện các công việc như quét dọn, rửa chén, giải trí với trẻ nhỏ, hoặc các công việc nặng hơn như cắt cỏ, dọn hồ bơi, làm vườn.
• Y tế: Robotics là một bước tiến lớn trong ngành y học. Robot hỗ trợ con người phục hồi chấn thương trong trị liệu vật lý và đồng hành cùng y bác sĩ trong các ca phẫu thuật phức tạp. Ví dụ, trợ lý chăm sóc sức khỏe của Toyota hỗ trợ bệnh nhân lấy lại khả năng đi lại, robot TU TUG giúp sắp xếp thiết bị và vật dụng trong bệnh viện.
• Giáo dục: Robotics đang được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi trong giáo dục. Học Robotics giúp trẻ phát triển kỹ năng, tư duy và sáng tạo. Nó tăng cường sự hứng thú và tích cực trong việc học, phát triển kỹ năng STEM (khoa học, kỹ thuật, toán và công nghệ) thông qua việc thiết kế, xây dựng và lập trình robot. Robotics cũng nâng cao kỹ năng mềm như làm việc nhóm, giao tiếp, giải quyết vấn đề và phản hồi. Việc học này chuẩn bị cho học sinh về ngành Robotics và cơ hội nghề nghiệp, giúp họ làm quen với công nghệ mới và thích ứng với thế giới thay đổi. Robotics có nhiều ứng dụng trong giáo dục từ tiểu học đến đại học.

Với sự phát triển vượt bậc, lĩnh vực Robotics trong tương lai hứa hẹn tạo ra những sản phẩm robot thông minh, linh hoạt và tiết kiệm năng lượng hơn, giúp đơn giản và tối ưu hóa mọi hoạt động của con người. Robotics được xem là một chuẩn mực hàng đầu để đánh giá mức độ tiến bộ công nghệ của một quốc gia, và nhiều quốc gia trên thế giới, bao gồm Việt Nam, đang đẩy mạnh nghiên cứu và phát triển lĩnh vực này.

Khám phá cập nhật mới nhất về công nghệ AI của Viettel. Những đột phá về AI tạo sinh, hợp tác quốc tế và các giải thưởng danh giá. Xem ngay tại trang tin tức Viettel AI (Website chính thức: https://viettelai.vn/)