Robot có khả năng nhận diện tín hiệu não người, ngăn ngừa sai sót trước khi chúng xảy ra, mở ra một kỷ nguyên mới trong bảo đảm an toàn công nghệ.

Một công nghệ tiên tiến cho phép robot “hiểu” trực giác của con người theo thời gian thực, từ đó ngăn ngừa sai sót trước khi chúng kịp xảy ra, mang lại hứa hẹn về sự thay đổi trong cách con người và máy móc phối hợp trong những môi trường nguy hiểm.

Trong suốt nhiều thập kỷ qua, robot đã chứng tỏ khả năng thực hiện chính xác các lệnh mà con người đưa ra. Tuy nhiên, một vấn đề lớn vẫn tồn tại: robot không thể nhận diện sai sót trước khi chúng gây ra hậu quả. Điều này đặc biệt nguy hiểm trong những môi trường rủi ro cao như nhà máy hạt nhân hay các nhiệm vụ dưới đáy đại dương, nơi một sai lầm nhỏ cũng có thể dẫn đến hậu quả không thể tưởng tượng.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Bang Oklahoma đã phát triển một hệ thống điều khiển thần kinh thích ứng, cho phép robot tiếp nhận và phản hồi các tín hiệu não người theo thời gian thực. Công nghệ này khai thác trực giác của con người, thứ xuất hiện nhanh chóng hơn bất kỳ hành động vật lý nào.

Hệ thống sử dụng giao diện não - máy tính để nhận diện các tín hiệu được gọi là tiềm năng liên quan đến lỗi (ErrPs). Đây là các mẫu tín hiệu điện xuất hiện ngay khi một người cảm thấy có điều gì đó không ổn. Đặc biệt, những tín hiệu này xuất hiện trước khi con người kịp thực hiện hành động, tạo ra một hệ thống cảnh báo sớm mà robot có thể tận dụng.

Thông qua thiết bị đội đầu điện não đồ, tín hiệu ErrPs được thu thập và chuyển đến hệ thống điều khiển robot. Khi phát hiện dấu hiệu lỗi, robot có thể ngay lập tức giảm tốc, dừng lại hoặc chuyển quyền điều khiển lại cho con người trong vài mili giây. Điều này giúp ngăn ngừa sai sót ngay từ giai đoạn đầu, thay vì phải xử lý hậu quả khi sự cố đã xảy ra.

Hemanth Manjunatha, một trong những nhà nghiên cứu tham gia dự án, cho biết rằng thế giới thực quá phức tạp và không thể dự đoán hoàn toàn để giao quyền kiểm soát cho robot. Ông nhấn mạnh rằng trong những môi trường có rủi ro cao như tháo dỡ cơ sở hạt nhân hoặc kiểm tra dưới đáy biển, sự kết hợp giữa trực giác con người và khả năng thực thi của robot là vô cùng quan trọng.

Một trong những vấn đề lớn hiện nay đối với các hệ thống điều khiển robot từ xa là độ trễ và áp lực tâm lý đối với người điều khiển. Người vận hành phải liên tục theo dõi và điều chỉnh, gây ra mệt mỏi và dễ mắc sai sót. Thậm chí, robot thường chỉ phát hiện lỗi khi sự cố đã xảy ra, lúc đó việc can thiệp có thể đã quá muộn.

Công nghệ mới khắc phục vấn đề này bằng cách cho phép robot nhận tín hiệu cảnh báo trực tiếp từ não người. Nhờ đó, máy móc không còn phải dựa vào phản hồi vật lý chậm trễ mà có thể hành động theo nhận thức tức thời của con người.

Về mặt sinh học, các tín hiệu ErrPs phát sinh từ vùng vỏ não trước vành đai, nơi có chức năng phát hiện và xử lý lỗi. Những tín hiệu này hoạt động như một hệ thống báo động nội tại, giúp con người nhanh chóng nhận ra sai sót trong hành động hoặc môi trường xung quanh.

Để đảm bảo tính khả thi trong thực tế, nhóm nghiên cứu đã phát triển một mô hình giải mã thích ứng, có khả năng học các mẫu tín hiệu chung của não người, rồi điều chỉnh theo từng cá nhân. Điều này giúp rút ngắn đáng kể thời gian thiết lập, vốn là một rào cản lớn của các hệ thống giao diện não - máy tính truyền thống.

Ngoài ra, yếu tố an toàn được đảm bảo thông qua việc áp dụng Logic thời gian tín hiệu, một phương pháp xác định giới hạn hành vi nghiêm ngặt cho robot. Nhờ đó, dù robot phản ứng với tín hiệu não người, nhưng vẫn hoạt động trong phạm vi kiểm soát chặt chẽ, tránh những hành động ngoài ý muốn.

Hiện tại, hệ thống đang được thử nghiệm trên nền tảng NVIDIA Isaac Lab và Isaac ROS, với sự hỗ trợ của GPU RTX PRO 6000 để đảm bảo khả năng xử lý tín hiệu và mô phỏng theo thời gian thực. Đây là bước đột phá quan trọng giúp chuyển giao công nghệ từ phòng thí nghiệm vào ứng dụng thực tế.

Không chỉ giới hạn trong lĩnh vực công nghiệp, công nghệ này còn mở ra những khả năng tiềm năng trong y tế. Một trong những ứng dụng đáng chú ý là phát triển các chi giả và bộ khung xương ngoài có thể tự điều chỉnh dựa trên ý định của người sử dụng. Trong tương lai, những thiết bị này có thể “cảm nhận” khi người dùng nhận ra điều gì đó không ổn và tự động điều chỉnh để thích nghi.

Mặc dù vẫn đang trong quá trình phát triển, hệ thống robot đọc tín hiệu não người đã thể hiện tiềm năng to lớn trong việc nâng cao mức độ an toàn và hiệu quả của sự hợp tác giữa con người và máy móc. Khi công nghệ ngày càng được hoàn thiện, ranh giới giữa trực giác con người và khả năng của robot có thể dần được xóa nhòa, mở ra một kỷ nguyên mới, nơi máy móc không chỉ làm theo lệnh mà còn “hiểu” được con người.