Robot học và đời sống

Robot học (tiếng Anh: Robotics) là một ngành kỹ thuật bao gồm thiết kế, chế tạo, vận hành, và ứng dụng robot, cũng như các hệ thống máy tính để điều khiển, phản hồi tín hiệu cảm biến, và chuyển tải thông tin của chúng. Những kỹ nghệ này liên quan đến máy móc tự động dùng để thay thế con người trong những môi trường độc hại hoặc trong các quá trình sản xuất, hoặc bắt chước con người về hình thức, hành vi, hoặc/và nhận thức. Nhiều robot ngày nay được lấy cảm hứng từ các loài vật, còn gọi là robot phỏng sinh học (biomimetic robot).

Ai đặt ra chữ robot (rô bô)?

Nhà viết kịch kiêm nhà báo và tiểu thuyết gia người Czech, ông Karelapek đã đặt ra chữ “robot” trong vở kịch “Rossum’s Universal Robots” xuất bản vào năm 1920. Trong vở kịch robot giống như một con người chỉ khác là không có linh hồn và được tạo ra để làm những việc mà con người không muốn làm. Trong hồi cuối thì robot nổi loạn và giết hết mọi người, nhưng trước khi hạ màn thì tác giả cho hai robot yêu nhau, tức là có linh hồn.

Các thành phần của robot:

Robot là một bộ máy có ý thức được môi trường chung quanh và có những hoạt động thích ứng với những sự việc đang xảy ra chung quanh nó. Thí dụ như robot bụi tự động Roomba khi chạm vào tường hay một chướng ngại vật thì tự tìm cách quay lại hay đi vòng qua. Ba đặc điểm của một robot là nhận thức, bộ óc và hành động.

• Nhận thức: Muốn làm gì thì đầu tiên phải nhận thức được môi trường chung quanh mình. Tùy theo áp dụng robot có thể có máy ảnh để nhìn, hệ thống định vị toàn cầu (GPS) để biết vị trí, bộ cảm biến (sensor) nhiệt độ để biết nhiệt độ và nhiều bộ cảm biến khác.

•  Bộ óc (CPU): Sau khi có dữ liệu của môi trường chung quanh thì robot phải quyết định sẽ làm gì. Với con người thì đó là công việc của bộ óc. Bộ óc của robot là một hay nhiều máy tính. Máy tính này thường là có khả năng lập trình hay nhận thảo chương (programmable) và cũng có những mệnh lệnh gài sẵn để cho robot biết trong tình trạng nào thì phải làm gì.

• Hành động: Robot phải có những bộ phận để thi hành những mệnh lệnh từ bộ óc. Thí dụ như phải có chân hay bánh xe để đi và máy phát âm để nói.

Lịch sử ngành robot học (robotics):

Trong năm 1927 “người máy” Maschinenmensch gynoid robot dạng người (còn gọi là “Parody”, “Futura”, “Robotrix”, hay “người thủ vai Maria”) là sự mô tả đầu tiên và có lẽ là đáng nhớ nhất của một robot từng xuất hiện trên phim ảnh, được diễn xuất bởi nữ diễn viên Đức Brigitte Helm trong một bộ phim của Fritz Lang Metropolis.

• Năm 1942, nhà văn chuyên viết về đề tài khoa học viễn tưởng Isaac Asimov đưa ra 3 nguyên tắc của robot.
• Năm 1948, Norbert Wiener đưa ra các nguyên lý của điều khiển robot học, làm nền tảng cho robot thực tế.
• 1956 Robot thương mại (Người máy thương mại) đầu tiên, do công ty Unimation được thành lập bởi George Devol và Joseph Engelberger, dựa trên các phát minh của Devol Unimate George Devol.
• 1961 Robot lắp kỹ nghệ (industrial robot) Unimate đầu tiên George Devol.
• 1973 Robot kỹ nghệ đầu tiên với 6 bậc bậc do Nhóm Robot Famulus KUKA đầu tiên.
• 1974 Robot kỹ thuật được điều khiển bởi vi máy tính ban đầu, IRB 6 do công ty ASEA sản xuất, được giao cho một công ty cơ khí nhỏ ở miền nam Thụy Điển. Thiết kế của robot này đã được cấp bằng chế độ sáng chế từ năm 1972, do IRB 6 ABB Robot Group.
• Năm 1975 Cánh tay hoạt động đa năng lập trình được, sản phẩm của Unimation PUMA Victor Scheinman.

 Robot thay thế con người trong tương lai ở các nhiệm vụ y tế

Không khó để nhận ra, mối liên kết giữa robot và con người đang ngày một được thắt chặt. Bởi nhu cầu robot thay thế con người trong tương lai ngày một tăng trong khi sự phát triển của công nghệ đã góp phần tăng số lượng những công việc robot có thể thay thế con người. Bước đầu, robot cộng tác tham gia sản xuất để cải thiện sức khỏe, kế đến đảm nhiệm những tác vụ đơn giản và cuối cùng thay thế con người ở các công đoạn nguy hiểm. Đây cũng chính là quá trình thế hệ robot thông minh UR thay đổi phương thức con người làm việc trong tương lai.

Lịch sử của sự xuất hiện và phát triển

Tác giả của chính ý tưởng về các thiết bị điều khiển từ xa, không có gì đáng ngạc nhiên, Nikola Tesla. Năm 1899, ông đã trình diễn một tàu được điều khiển do ông thiết kế. Ý tưởng của ông được tiếp tục vào năm 1910 bởi một người Mỹ trẻ tuổi, Charles Kettering, người dự định phát triển một chiếc máy bay sẽ làm việc với một chiếc đồng hồ. Thật không may, có thể nói rằng ông đã thất bại.

          Người ta tin rằng UAV (unmanned Aerial Vehicle) đầu tiên được phát triển ở Anh cho mục đích quân sự vào năm 1933. Đối với điều này, một biplane được khôi phục đã được sử dụng, tuy nhiên, trong ba thiết bị, chỉ có một thiết bị hoàn thành chuyến bay thành công. Trong tương lai, máy dần được cải tiến, có nhiều cách mới để kiểm soát và giám sát các hoạt động của họ. Nghiên cứu và phát triển tiếp tục tích cực trong và sau Thế chiến II. Kết quả thành công ít nhiều có thể được gọi là sự xuất hiện của “V-1” và “V-2” nổi tiếng. Ở Liên Xô, đã được tiến hành phát triển tương tự.

Ngoài các mục tiêu quân sự thuần túy, UAV còn được sử dụng để huấn luyện các binh sĩ tương lai. Nhưng cuộc chạy đua vũ trang không đứng yên và các cường quốc hàng đầu tiếp tục phát triển vũ khí có thể ngăn chặn kẻ thù. Tại một số thời điểm, Liên Xô thậm chí đã trở thành người dẫn đầu về sản xuất UAV. Nhưng sau đó, Hoa Kỳ đã tiến lên phía trước, bởi vì trong cuộc chiến với Việt Nam, sự mất mát của máy bay là quá lớn – máy bay không người lái đã đến giải cứu.

Trong cuộc chiến chống khủng bố của Mỹ, thành quả triệt hạ kẻ thù của UVA đã được mục đích. Theo tin Bộ Quốc Phòng Mỹ điều hai máy bay không người lái MQ-9 Reaper để thực hiện đòn không kích bằng (hỏa tiển) nhằm tiêu diệt tướng Qassem Soleimani. “Thiếu tướng Qassem Soleimani thiệt mạng cùng nhiều thành viên lực lượng dân quân Iraq sau khi máy bay không người lái (UAV) MQ-9 Reaper phóng hỏa tiễn vào đoàn xe chở họ rời sân bay quốc tế Baghdad“, New York Times dẫn nguồn tin giấu tên tiết lộ tin như vậy.

Trên tờ Times của Anh cũng cho biết quân đội Mỹ đã phát triển  hai loại UAV MQ-9 Reaper từ căn cứ không quân al-Udeid ở Qatar, nhưng chỉ sử dụng một máy bay cho đòn không kích chính xác này. Chúng được điều khiển từ căn cứ Creech ở tiểu bang Nevada, Mỹ và phóng hai tên lửa vào đoàn xe của tướng Iran cùng lực lượng hộ tống.

 NATO và Mỹ khám phá xe tăng robot cảm tử của Nga

Quân đội Nga đã thử nghiệm loại robot cảm tử có thể tiến sát tiêu diệt mục tiêu, robot mang theo thuốc nổ, TNT và thực hiện công tác giao phó, công sự địch. Cuộc chạy đua người máy sát thủ tuy âm thầm nhưng mang tính chất toàn cầu. Nay có đến 50 quốc gia chế tạo, mua bán và sử dụng robot. Mỹ, Nga và Trung Cộng đang cạnh tranh ráo riết trong việc nghiên cứu và phát triển loại vũ khí nguy hiểm này.

Theo một chuyên gia tình báo hàng đầu của Anh, quân đội Mỹ sẽ có robot trên chiến trường nhiều hơn binh sĩ vào năm 2025 – điều cho thấy, robot chiến đấu đang nhanh chóng trở thành hiện thực trong chiến tranh hiện đại. Trong nhiều năm, giới quân sự các nước đã đưa ra nhiều lý do biện minh sự cần thiết của các robot trên chiến trường. Robot có lợi thế quan trọng là có thể hoạt động trong điều kiện môi trường đặc biệt như thực thi các nhiệm vụ sâu dưới nước và tại các vùng bị nhiễm hóa xạ độc chất, hay rà phá bom mìn… nó giúp giảm thiểu thương vong cho con người. Các nước đang nghiên cứu các robot cho chiến trường ở các môi trường như trên không, trên bộ, hoặc dưới nước, trên biển hoặc trong vũ trụ. Trong thực tế, chúng chính là các máy bay không người lái UAV tiến công (Unmanned Combat Aerial Vehicle, UCAV); các loại robot công binh, chiến đấu, hậu cần và trinh sát, kể cả các xe tăng, xe bọc thép không người lái; các tàu ngầm và trực thăng… không người lái…

          “Sát thủ cảm tử” (suicide assassin) robot thật gọn nhẹ, có thể được điều khiển từ xa. Đây là kiểu drone rất gọn nhẹ, được phóng đi từ một chiếc ống tương tự như một khẩu súng cối, với thời gian chuẩn bị chỉ cần vài phút. Vì chỉ nặng khoảng 2,5 kg, vũ khí tự hành này có thể được chuyển vận dễ dàng trong ba lô của một người lính. Được trang bị hệ thống hướng dẫn GPS và camera riêng, như robot mang tên Switchblade có thể được lập trình để tự động đánh trúng mục tiêu cách xa hàng cây số, và di chuyển xung quanh mục tiêu cho đến khi đúng thời điểm để tấn công. Switchblade còn có tính năng quan trọng khác là bay rất nhanh, với vận tốc khoảng 100 cây số/giờ, tức là nhanh hơn rất nhiều so với máy bay không người lái Bayraktar TB2 của Thổ Nhĩ Kỳ mà Ukraine đang sử dụng để gây sát thương đáng kể cho quân đội Nga.

Trước Ukraine, chỉ có quân đội Mỹ và Anh sở hữu Switchblade. Chỉ có Anh trong bảng danh mục này, lần đầu tiên xuất hiện 100 đơn vị của loại vũ khí gọi một cách bí hiểm là “hệ thống máy bay không người lái (UAV) chiến thuật”. Trả lời báo Mỹ Politico, dân biểu Mike McCaul, thành viên cao cấp thuộc đảng Cộng Hòa trong Ủy Ban Đối Ngoại Hạ Viện Mỹ tiết lộ rằng đó là loại máy bay tự hành nhẹ mang tên Switchblade (nghĩa là “dao bấm”), một loại vũ khí hiện đại mà Hoa Kỳ cho đến nay chỉ mới đồng ý bán cho quân đội Anh mà thôi. Một viên chức chính quyền Biden sau đó đã xác nhận tin từ dân biểu McCaul.

Theo Politico, việc cung cấp loại máy bay không người lái “chiến thuật” hiện đại này cho Ukraine thể hiện một bước mới của Mỹ trong nỗ lực giúp Kiev chống lại cuộc tấn công xâm lược của quân Nga, vì cho đến nay, các phương tiện Mỹ giao cho Ukraine hầu hết là vũ khí chống tăng và phòng không loại “cổ điển”.

Kết Luận:

Với khả năng, lợi ích và sự an toàn mà robot cộng tác hiệu quả cho con người, nó mang lại những lợi ích thật sự, có thể nói là robot và con người nay đã trở thành những người bạn đồng hành tốt đẹp và đem lại hiệu quả đáng kinh ngạc trong nhiều công việc cần thiết. Với kỹ thuật mới này nay ngày càng càng được phát triển, sự cộng tác giữa robot và con người còn có thể đạt được nhiều bước tiến mới hơn nữa trong tương lai.

Tóm lại, việc ứng dụng các giải pháp thông minh giúp robot có khả năng tự xả thân và tự giải quyết vấn đề, tạo nên tiền đề cho phạm vi ứng dụng mà robot không chỉ giới hạn trong các hệ thống vận hành dây chuyền trong kỹ nghệ chế tạo hàng loạt (mass production), mà ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lãnh vực của đời sống như trong kỹ nghệ, trong xí nghiệp, nông nghiệp, đóng tàu, xây cất, y học, an ninh quốc phòng và đặc biệt là trong đời sống dân dụng (private sector households).

Việt Hải và Khánh Lan.

California, March 30, 2022

Nguồn:

– Guardian, Reuters, CNN, Time

– Jane’s Defence Weekly, Wikipedia

– European Defence Review

– Military Aerospace Electronics