Gặp gỡ Giáo sư nổi tiếng, người tiên phong trong thế hệ robot mới: Từ những phút giây ngắm nhìn dây leo quấn quýt, quan sát đàn kiến di chuyển đến công nghệ 'trí tuệ vật lý' làm cả cộng đồng sửng sốt.

Công nghệ mà Giáo sư này giới thiệu đã khiến không ít người phải kinh ngạc và trầm trồ.

Vào sáng ngày 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, giới thiệu bốn câu chuyện sáng tạo đang tái định hình thế giới, từ robot thông minh, y học phục hồi đến nông nghiệp trong kỷ nguyên mới, qua phần diễn thuyết của bốn nhà khoa học xuất sắc: GS. Ho-Young Kim, PGS. Đỗ Thành Nhỏ, PGS. Raymond Kai-yu Tong và ông Nguyễn Đỗ Dũng.

Trong số các diễn giả, GS. Ho-Young Kim đã mang đến một mô hình hoàn toàn mới trong lĩnh vực robot học.

"Khi còn nhỏ, tôi đã dành rất nhiều thời gian để quan sát những sợi dây leo quấn vào nhau hay theo dõi đàn kiến di chuyển theo hàng, vận chuyển thức ăn mà không cần sự giám sát của ai", GS. Kim bắt đầu câu chuyện của mình.

Những quan sát giản dị từ thiên nhiên đã đưa ông đến với lĩnh vực nghiên cứu 'trí tuệ vật lý' – nơi vật chất trở thành tác nhân tính toán thay vì các vi mạch silicon, giúp trí tuệ được thể hiện ngay trong hình dáng và vật liệu của những con robot. Trái ngược với các robot truyền thống tiêu tốn nhiều năng lượng và vật liệu, thiên nhiên lại thể hiện trí tuệ đơn giản nhưng hiệu quả, như những con chim bay mà không cần đèn giao thông hay rễ cây tìm kiếm dinh dưỡng mà không cần bản đồ.

Loại 'trí tuệ vật lý' này vốn đã rất quen thuộc trong thiên nhiên, giống như đàn kiến xây cầu và bè thông qua sự phối hợp nhịp nhàng giữa các cá thể. Tuy nhiên, chỉ mới gần đây, phương pháp này mới được thử nghiệm trong lĩnh vực robot học.

Nguyên lý 'trí tuệ vật lý' mà GS. Kim giới thiệu được thể hiện rõ qua mô hình LinkBot - một đội robot tự lắp ráp và tự điều hướng một cách đặc biệt. LinkBot không phải là những robot phức tạp, mà là một nhóm các robot nhỏ, đơn giản và giá thành thấp, được kết nối với nhau qua các liên kết. Chúng có khả năng thay đổi hình dạng linh hoạt và hoạt động tập thể, hợp tác để thực hiện những nhiệm vụ phức tạp, từ việc dọn dẹp chất ô nhiễm đến tìm kiếm cứu hộ ở những khu vực mà các robot truyền thống không thể tiếp cận.

Trong bài thuyết trình, GS. Kim đã giới thiệu các hệ thống nhân tạo được phát triển tại phòng thí nghiệm của ông, nơi các 'hành vi thông minh' được hình thành hoàn toàn nhờ vào sự tương tác vật lý giữa robot và môi trường xung quanh.

Ngoài giờ diễn thuyết, chúng tôi đã có một cuộc trò chuyện ngắn với GS. Ho-Young Kim để tìm hiểu thêm về công nghệ mà ông đã 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 chia sẻ thêm về các lĩnh vực ứng dụng của công nghệ này không?

Công nghệ này có thể được áp dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau, nhưng tôi xin được chia sẻ hai lĩnh vực ứng dụng chính. Đầu tiên, là khả năng làm sạch chất gây ô nhiễm nguồn nước. Chúng ta có thể sử dụng đội robot LinkBot để gom rác thải nổi trên mặt nước sông, hồ, đại dương. Sau khi được triển khai, các robot này sẽ tiếp cận chất ô nhiễm, bao bọc chúng và đưa chúng quay trở lại bờ.

Một lĩnh vực khác có thể ứng dụng là trong việc khám phá. Những robot truyền thống có thể điều hướng và vượt qua chướng ngại vật, nhưng chúng thường có kích thước lớn, khó di chuyển qua các khe hở nhỏ hay đám đông. Tuy nhiên, LinkBot của chúng tôi có thể điều hướng một cách hiệu quả qua các khe hở nhỏ giữa các chướng ngại vật. Do đó, loại robot này có thể được sử dụng trong việc tìm kiếm người sống sót trong các khu vực bị hư hại, như sau động đất hoặc sập nhà.

Còn đối với các lĩnh vực khác, chúng ta cần thêm thời gian để khám phá và ứng dụng công nghệ này.

Ông đã ứng dụng công nghệ này tại Hàn Quốc và Việt Nam. Theo ông, khả năng ứng dụng của nó sẽ ra sao?

Việt Nam là một quốc gia có nền công nghiệp sản xuất mạnh mẽ. Điều này đồng nghĩa với việc các nhà máy và kho hàng ở đây có hệ thống lưu trữ khổng lồ với vô số bộ phận, linh kiện và hàng hóa. Đây chính là một trong những lĩnh vực ứng dụng tiềm năng của 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 vị trí khác. Điểm đặc biệt là những robot này không cần phải kiểm soát từng cá thể mà hoạt động theo kiểu tập thể, phối hợp với nhau. Chúng có thể tạo thành đội hình, cùng nhau mang vác các vật thể hoặc bộ phận một cách hiệu quả.

Cụ thể, trong các nhà máy hoặc nhà xưởng, nơi hàng hóa thường được chất đống và có nhiều khe hẹp mà robot cỡ lớn hay con người khó có thể lách qua, đội robot LinkBot có thể dễ dàng di chuyển. 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 linh kiện điện tử. Đây là một ứng dụng rất phù hợp và có tiềm năng lớn tại các nhà máy sản xuất ở Việt Nam.

Công nghệ này thật tuyệt vời. Vậy chi phí để tạo ra các robot này và ứng dụng chúng trong thực tế có đắt không? Ông nghĩ sao về việc chuyển giao công nghệ miễn phí cho Việt Nam?

Robot LinkBot được thiết kế với chi phí rất hợp lý, phù hợp với các quốc gia đang phát triển. Hoạt động của nó dựa trên một nguyên lý đơn giản, tương tự như việc liên kết các món đồ chơi lại với nhau. Bạn có thể tưởng tượng nó giống như những chiếc xe điều khiển từ xa mà trẻ em hay chơi. Tất cả những gì cần là một 'link' (công cụ kết nối) để liên kết các thiết bị đơn giản lại với nhau, tạo thành một 'đoàn robot' LinkBot. Chỉ cần khéo léo kết nối các cấu trúc đơn giản này, chúng sẽ có thể thực hiện những hành vi phức tạp như những nhóm kiến hay những đàn chim. Giải pháp này không cần một cơ chế kiểm soát phức tạp, rất dễ dàng triển khai.

Về phương thức chuyển giao công nghệ, nghiên cứu về LinkBot đã được công bố trên các tạp chí khoa học và bài báo. Vì vậy, toàn bộ công nghệ đã được chia sẻ và mọi người có thể tìm hiểu thông qua các tài liệu này. Chúng tôi rất sẵn lòng chia sẻ kiến thức miễn phí vì lợi ích chung của cộng đồng và khoa học.

Nếu 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 nhau làm việc để tạo ra các sản phẩm với chi phí hợp lý, đồng thời tạo ra giá trị kinh tế và chia sẻ lợi ích đó.

Quay lại với công nghệ của ông, sau khi đoàn robot hoàn thành nhiệm vụ, việc thu hồi chúng sẽ 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 robot cá thể bị hỏng là điều có thể xảy ra. Tuy nhiên, đây không phải là vấn đề lớn vì LinkBot có chi phí rất thấp, người dùng có thể dễ dàng thay thế chúng mà không tốn quá nhiều tiền. Thậm chí, trong một số trường hợp, người dùng có thể bỏ qua việc thu hồi những con robot bị hỏng, thay vì tái sử dụng, do chi phí sản xuất ban đầu rất rẻ.

Về phương thức thu hồi đội robot LinkBot sau khi hoàn thành nhiệm vụ, chúng ta có thể sử dụng cơ chế vật lý bằng cách nối một sợi dây dài vào đội robot và kéo chúng về. Ngoài ra, cũng có thể thu hồi tự động, nhờ vào robot trung tâm (Center Bot) có khả năng điều khiển từ xa. Sau khi nhiệm vụ kết thúc, robot trung tâm sẽ tự động quay về vị trí ban đầu, và tất cả các robot còn lại (Side Robots) được liên kết với nó sẽ tự động theo sau. Như vậy, người dùng chỉ cần điều khiển một con robot dẫn đầu và tất cả các robot còn lại 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 giao thoa giữa 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 tích hợp vào công việc của mình là trí tuệ nhân tạo (AI). Mục tiêu chính của tôi là sử dụng Deep Learning để khám phá và tìm ra cách mà tự nhiên tạo ra những hành vi thông minh. Ví dụ, khi một đàn chim hay đàn kiến hoạt động, chúng phối hợp với nhau mà không cần tín hiệu giao thông hay người giám sát. Mỗi cá thể chỉ cần quan sát các cá thể bên cạnh và điều chỉnh hướng đi, tốc độ của mình.

Chúng tôi đang ứng dụng AI và Deep Learning để khám phá 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, từ đó 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 thể là các thiết bị hỗ trợ đeo được trong 5 đến 10 năm tới?

Tôi cho rằng, robot mềm sẽ trở thành xu hướng không thể tránh khỏi khi nói đến sự tương tác giữa robot và cơ thể con người. Các robot truyền thống làm từ kim loại hoặc vật liệu cứng, khiến chúng trở nên quá thô khi tiếp xúc với cơ thể người. Do đó, những ứng dụng có sự tiếp xúc trực tiếp với con người cần một giao diện mềm giữa máy móc và cơ thể. Robot mềm sẽ được áp dụng trong bất kỳ loại robot nào tiếp xúc với cơ thể con người, từ y tế, phục hồi chức năng cho đến chăm sóc người cao tuổi hay trẻ em.

Về các vật liệu tiềm năng cho thế hệ robot mềm trong tương lai, tôi cho rằng có ba nhóm vật liệu 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 để phát triển thế hệ robot mềm tiếp theo.

Cảm ơn những chia sẻ của ông!