Buzz
VTV.vn - Với độ chính xác tuyệt vời, bền bỉ và khả năng chịu tải cực lớn, vít con lăn hành tinh được xem là "viên ngọc quý" trong hệ thống chuyển động của robot.
Ngày mà robot có thể đồng hành cùng con người không còn xa nữa: một số mô hình thử nghiệm đã bắt đầu làm việc cùng con người tại nhiều nhà máy trên thế giới, trong khi các công ty AI đang phát triển các mô hình nền tảng mới để giúp robot điều hướng môi trường xung quanh dễ dàng như con người. Như ông Jensen Huang, CEO của NVIDIA, đã từng nói: thế giới này được thiết kế cho con người, và tất nhiên, nó cũng sẽ phù hợp cho robot hình người.
Tuy nhiên, nếu thiếu đi bộ khung, được coi là "cơ thể" của robot hình người, thì bộ não máy tính sẽ chẳng thể hoạt động. Các bộ phận tạo nên khung phải được thiết kế tỉ mỉ, từ các vòng bi giảm ma sát, động cơ mạnh mẽ, bánh răng ăn khớp, đến hàng chục ốc vít, là các linh kiện quan trọng giúp chuyển đổi chuyển động xoay của động cơ thành chuyển động tuyến tính.
Hình minh họa - Filipp/Adobe Stock; monsitj/Getty Images.
Truyền thống, vít bi (ball screw - cơ chế truyền động sử dụng bi chạy giữa trục vít và đai ốc) đã được sử dụng phổ biến trong cơ khí và robot. Tuy nhiên, hiện nay, một linh kiện mới đang được kỳ vọng sẽ tối ưu hóa khả năng chuyển động của robot hình người và có thể trở thành bộ phận không thể thiếu trong tương lai.
"Theo thời gian, vít con lăn hành tinh (planetary roller screw) có thể chiếm ưu thế lớn trong các loại vít dùng cho robot hình người", các nhà nghiên cứu tại Morgan Stanley cho biết trong báo cáo của họ vào tháng 2/2025.
Vít con lăn hành tinh là phiên bản nâng cấp của vít bi, với khả năng chịu tải vượt trội và tuổi thọ kéo dài, giúp robot hình người hoạt động liên tục trong thời gian dài. Robot Optimus của Tesla sử dụng bốn vít con lăn hành tinh ở phần bắp chân, và loại vít này cũng được các công ty như Figure AI, Agility, 1X và hầu hết các nhà sản xuất robot hình người ở Trung Quốc áp dụng.
Ông Jack Li, Giám đốc R&D và quản lý sản phẩm tại công ty sản xuất vít Nam Kinh Process Equipment, cho biết rằng thị trường toàn cầu cho loại vít này hiện đã đạt giá trị 1,8 tỷ USD và dự báo sẽ tăng trưởng hơn 30% mỗi năm trong 5 năm tới.
Một mẫu con lăn hành tinh - Hình: Moog.
Ông Jonathan Aitken, chuyên gia robot học tại Đại học Sheffield, cho rằng bộ truyền động (actuator) được xem như "viên ngọc quý" trong các bộ phận chuyển động quan trọng của robot, có nhiệm vụ chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tuyến tính, đây là chức năng thiết yếu đối với robot nói chung, và đặc biệt là robot hình người.
"Chúng rất chính xác nhờ khả năng chuyển đổi hiệu quả từ góc quay sang khoảng cách tuyến tính", ông giải thích. "Thông thường, truyền động tuyến tính không chịu tải tốt như truyền động quay, nhưng giải pháp này kết hợp được cả hai yếu tố một cách tối ưu".
Tuy nhiên, việc áp dụng vít lăn hành tinh vào robot hình người vẫn còn gặp phải thách thức về chi phí sản xuất cao: loại vít này đòi hỏi kỹ thuật chế tạo rất chuyên môn và hiện chỉ có một số ít công ty trên thế giới có đủ khả năng thực hiện điều này. "Phần lớn chi phí của robot hình người sẽ nằm ở các bộ truyền động", ông Scott Walter, chuyên gia thiết kế robot hàng đầu thế giới và hiện là cố vấn kỹ thuật trưởng tại công ty Visual Components, chia sẻ.
"Mỗi con robot cần đến hơn 40 bộ truyền động. Do đó, nhu cầu cung ứng sẽ rất lớn", ông nhận định.
Các chuyên gia tại J.P. Morgan ước tính rằng bộ giảm tốc (reducer) và vít lăn hành tinh chiếm khoảng 33% tổng chi phí vật tư của một robot hình người. Theo ngân hàng này, giá mỗi vít lăn hành tinh dao động từ 1.350 đến 2.700 USD. Dù ông Walter thừa nhận rằng "về lý thuyết, có thể chỉ cần sử dụng bộ truyền động quay ở tất cả các khớp vì trục của bộ truyền động có thể đóng vai trò như khớp nối", nhưng chi phí vẫn là yếu tố cản trở việc triển khai rộng rãi.
Con lăn hành tinh sẽ trở thành một linh kiện quan trọng mà các công ty robot sẽ đẩy mạnh tìm kiếm - Ảnh: Moog.
Tình hình có thể thay đổi khi tay nghề kỹ thuật và năng lực sản xuất được cải thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn, từ đó giúp giảm chi phí sản xuất. Trung Quốc hiện đang chiếm ưu thế trong việc kiểm soát nguồn cung vít lăn hành tinh trong tương lai.
"Với ngành sản xuất drone phát triển, Trung Quốc đã có nền tảng vững chắc về các nhà sản xuất bộ truyền động quy mô nhỏ", ông Walter cho biết. "Mặc dù yêu cầu kỹ thuật không hoàn toàn giống nhau, nhưng đủ gần để Trung Quốc có thể sản xuất bộ truyền động quay cho các nguyên mẫu robot đầu tiên".
Các doanh nghiệp Trung Quốc cũng đang đặt niềm tin vào tiềm năng của vít lăn hành tinh để đáp ứng nhu cầu robot hình người trong tương lai: Vào tháng 10/2024, công ty sản xuất linh kiện ô tô Shanghai Beite Technology đã công bố khoản đầu tư 1,85 tỷ nhân dân tệ (tương đương 6,6 nghìn tỷ VNĐ) để xây dựng một cơ sở chuyên sản xuất vít lăn hành tinh.
Phương Tây có thể phải nhanh chóng xây dựng chuỗi cung ứng vít lăn hành tinh riêng, nhất là trong bối cảnh Mỹ gia tăng thuế quan và căng thẳng thương mại với Trung Quốc.
"Mặc dù các bộ truyền động có thể được lắp ráp tại Mỹ, nhưng các linh kiện cốt lõi vẫn phải nhập khẩu từ Trung Quốc, vì rất ít công ty ngoài Trung Quốc có đủ năng lực và thiết bị để sản xuất các linh kiện chính xác như vậy", ông Walter cho biết. "Vít lăn hành tinh yêu cầu độ chính xác cao. Đối với robot hình người, chúng cần phải nhỏ gọn và hiệu quả".
Theo FastCompany
