Hãy tưởng tượng trong 50 năm tới một robot sẽ ra sao? Nó sẽ cắt cỏ hay giúp bạn làm công việc nhà. Nhưng nó có hình dạng gì và làm bằng chất liệu gì? Nó có tay chân hay đầu không?
Có nhiều khả năng là bạn sẽ không hình dung được một cái gì đó mềm xốp và có xúc tu, nhưng kiểu robot đó có thể sẽ gần đúng nhất với những robot trong tương lai. Đối với các công việc mà chúng ta muốn chúng thực hiện, một thân hình cứng chắc hay có dạng người sẽ không thích hợp.
Từ đó các nhà khoa học phải xem lại những bản vẽ của họ.
Chẳng hạn robot mà Cecilia Laschi và các cộng sự ở Pise (Italia) đang thiết kế. Với phí tổn khiêm tốn là 10 triệu euro, họ đã làm ra một con bạch tuộc mềm dẻo và rất thông minh. Các xúc tu của nó bằng silicone, lưới và dây cáp, và chuyển động dưới nước một cách đẹp mắt.
Tuy chỉ có trí thông minh đơn giản nhưng các xúc tu đó có thể cầm nắm những vật mà các loại robot tinh xảo hơn khó mà làm được. Các nhà nghiên cứu cho rằng con bạch tuộc này - và cả những robot mềm dẻo tương tự - sẽ thể hiện kỷ nguyên mới của ngành robot học.
Điều thật sự đổi mới với loại robot này là dạng thông minh khác biệt của nó. Chúng ra đời với khái niệm hoàn toàn mới mẻ - một phương pháp được gọi là "tin học dạng hình".
Các nhà nghiên cứu giải thích rằng không chỉ bộ não của robot mới suy nghĩ mà cả toàn bộ cơ thể. Cho đến gần đây trí thông minh được tham chiếu theo khuôn mẫu một bộ não trung ương chỉ huy sự hô hấp, bước đi, lời nói… của con người.
Trong thời gian đầu, thiết kế robot theo cách này có vẻ là đường hướng đầy hứa hẹn. Các robot đã làm cách mạng trong ngành công nghiệp, từ sản xuất xe hơi đến chế tạo các chip điện tử. Và mỗi động tác của cánh tay, của mỗi khớp nối đều được điều khiển bởi một bộ xử lý trung ương.
Điều này hoạt động tốt trong một số bối cảnh như xưởng máy, môi trường có thể biết trước và chỉ cần thực hiện các thao tác lập lại. Nhưng nếu người ta đòi hỏi robot phải di chuyển trong một mê cung hoặc phải thắt dây giày, nó sẽ bị rối. Hơn nữa, ngày càng có nhiều nhà robot học, sinh học và kỹ sư lên án một quan niệm như thế.
Để hiểu được người ta xem xét lại khái niệm robot như thế nào, chỉ cần nghĩ đến cách mà chúng ta bước đi. Trong quá trình này não không kiểm soát đoạn đường của gót chân, đầu gối hay mông mà chỉ cần biến đổi độ co giãn của các cơ bắp chân.
Robot bạch tuộc.
Ngoài ra, chính động học tại chỗ chỉ huy tất cả. Khớp háng chỉ cần lắc lư một cách thụ động và cấu trúc gối, các mô ở gối và những định luật vật lý sẽ làm phần còn lại. Nói cách khác, dạng hình của cơ thể thực hiện các tính toán để giám sát những gì diễn ra và não bộ ủy quyền các chức năng cho trí thông minh đó.
"Như thế não bộ sẽ nhẹ bớt gánh nặng của các hoạt động cơ bản đó" - chuyên gia robot học Rolf Pfeifer ở Phòng thí nghiệm Trí thông minh nhân tạo của Đại học Zurich giải thích.
Điều này làm thay đổi nhãn quan của các nhà robot học về ngành nghề của họ. "Bạch tuộc là một con vật rất sơ khai và lẽ ra không mấy tinh khôn. Thế nhưng, hành vi của con vật này lại rất phức tạp trong khi nó chỉ là một loài thân mềm. Làm sao giống vật đó lại thông minh như thế?" - chuyên gia sinh học robot Cecilia Laschi ở Trường cao đẳng Sant'Anna nhận xét.
Để giải đáp câu hỏi đó, Cecilia Laschi và các đồng nghiệp đã đưa ra một giả thuyết đáng kinh ngạc. Họ cho rằng trí thông minh được quản lý bởi cơ thể và bởi khả năng tương tác với môi trường.
Kết quả là trí thông minh của bạch tuộc không đến từ một bộ não trung ương mà đã được ghi nhận trong các xúc tu và hình dạng cơ thể. Để xác minh giả thuyết đó, nhóm nghiên cứu đã chế ra một con bạch tuộc có khả năng tái dựng lại trí thông minh của cơ thể.
Trước tiên, họ phải tìm ra chất liệu có đặc tính giống như xúc tu bạch tuộc, sau đó lập mô hình cách thức mà các cơ bắp chỉ đạo trí thông minh. "Mô hình toán học cực kỳ phức tạp. Các nhà robot học chưa quen với việc xử lý các thông số với cấp độ tự do vô giới hạn như thế ?" - Cecilia Laschi cho biết.
Sau khi đã có mô hình toán học, nhóm nghiên cứu chế ra một xúc tu. Đó là một ống silicone nhọn dài và mảnh, rất mềm mại, có một lớp lưới. Người ta thao tác nó bằng cách kéo những sợi cáp để rút ngắn nó lại, uốn cong hay xoay nó. Với cách đó người ta có thể bắt chước mọi động tác của một xúc tu thật.
Trên cạn xúc tu đó thõng xuống mềm nhũn. Nhưng khi đặt nó vào hồ nước, xúc tu đó cử động giống như một xúc tu bạch tuộc thật. Với tin học dạng hình, điều quan trọng không phải là hình dạng hay chất liệu của cơ thể mà là mối tương quan với môi trường.
Sự khéo léo và khả năng cầm nắm giúp cho robot bạch tuộc có thể lấy bất cứ thứ gì trong hồ. Nó cũng có thể tựa xuống đáy hồ để di chuyển. Và tất cả các động tác đó không cần lập trình nhiều.
Nhóm của Cecilia Laschi dự trù sẽ chế tạo một robot bạch tuộc 8 xúc tu trong vòng 2 năm nữa. Các nhà nghiên cứu đã thu thập được những kiến thức vượt bậc và được mời nghiên cứu một thế hệ robot phẫu thuật gia mới mềm dẻo.
Quả thật một nhóm khoa học gia ở King's College (London) đang nghiên cứu khả năng chế ra một cánh tay mềm để đưa vào cơ thể người qua ruột già, thực quản hay một vết cắt. Khi đến khu vực cần can thiệp, cánh tay sẽ cứng lại để thực hiện công tác phẫu thuật. Điều này sẽ giảm rất nhiều nguy cơ tổn thương do các dụng cụ phẫu thuật thông thường.
Các robot thế hệ mới sẽ thông minh hơn bao giờ hết nhưng có nhiều khả năng chúng sẽ không có hình dạng con người. Tóm lại đối với thế hệ con cháu chúng ta, ngay cả khái niệm robot dạng người cũng có vẻ sai lạc, ngô nghê
