Robot bán thân người ugo Nova của Nhật Bản có thể làm được gì?

Không chỉ thực hiện các công việc trong nhà máy, kho hàng, robot này còn được xây dựng như một nền tảng để thu thập dữ liệu từ thao tác của con người, qua đó đào tạo các mô hình trí tuệ nhân tạo vật lí.

Robot bán thân người có thể học trực tiếp từ cách con người làm việc

ugo Nova là robot bán thân người hai tay, di chuyển bằng bánh xe, được phát triển để thực hiện nhiều loại công việc trong môi trường vốn được thiết kế cho con người. Theo ugo, thiết kế và sản xuất robot đều được thực hiện tại Nhật Bản, trong bối cảnh nước này thúc đẩy phát triển robot đa năng nội địa.

Sản phẩm được Hiệp hội Robot AI (AIRoA) đề xuất trong một dự án do Tổ chức Phát triển Công nghệ Công nghiệp và Năng lượng mới Nhật Bản (NEDO) đặt hàng, với mục tiêu phát triển robot đa năng sản xuất trong nước.

Điểm đáng chú ý của ugo Nova không chỉ nằm ở khả năng vận động. Robot được thiết kế để biến trực tiếp các thao tác của con người thành dữ liệu chất lượng cao phục vụ quá trình phát triển các mô hình nền tảng robot cho trí tuệ nhân tạo vật lí.

Nói cách khác, thay vì chỉ lập trình robot thực hiện từng động tác cố định, con người có thể trực tiếp điều khiển ugo Nova thực hiện một công việc, trong khi hệ thống đồng thời ghi lại toàn bộ quá trình. Những dữ liệu này sau đó có thể được kiểm soát chất lượng, tổng hợp thành bộ dữ liệu và sử dụng để huấn luyện bổ sung cho mô hình nền tảng của robot.

ugo Nova được trang bị camera tiêu chuẩn trên đầu và hai bàn tay để thu thập dữ liệu hình ảnh cần thiết cho việc học trí tuệ nhân tạo vật lí. Sau khi thiết lập, hệ thống có thể bắt đầu thu thập dữ liệu mà không cần thêm thiết bị chuyên dụng.

Khả năng điều khiển cánh tay có chu kỳ lên tới 100 Hz, cho phép ghi lại chuyển động nhanh, mượt và chính xác. Robot cũng hỗ trợ điều khiển từ xa bằng bộ điều khiển hai chiều và thiết bị thực tế ảo. Nhờ đó, chuyển động của người vận hành có thể được phản ánh trực quan lên robot, đồng thời toàn bộ chuỗi thao tác được ghi lại làm dữ liệu huấn luyện.

Cách tiếp cận này tạo ra một vòng lặp tương đối khép kín: con người biểu diễn công việc, robot thu thập dữ liệu, dữ liệu được dùng để huấn luyện mô hình, sau đó mô hình được đưa trở lại robot để kiểm chứng trong môi trường thực tế.

ugo Nova vì thế không chỉ được định vị như một nền tảng nghiên cứu trí tuệ nhân tạo vật lí, thu thập dữ liệu và kiểm chứng mô hình. Robot còn được thiết kế cho việc triển khai và vận hành trong thực tế, nhằm thu hẹp khoảng cách giữa nghiên cứu và ứng dụng ngoài xã hội.

Hai tay nâng tối đa 10 kg, có thể hoạt động liên tục 6 giờ

Về cơ cấu, ugo Nova sở hữu hai cánh tay đa khớp với mức độ tự do tương tự cánh tay con người. Phần thắt lưng cũng được trang bị cơ cấu đa khớp, cho phép phần thân trên xoay và gập. Nhờ đó, robot có thể làm việc ở nhiều độ cao và tư thế khác nhau, từ lấy đồ vật gần sàn cho tới tiếp cận các kệ hàng phía trên cao.

Mỗi cánh tay có tải trọng tối đa 4 kg, trong khi hai tay có thể xử lí tổng tải trọng lên tới 10 kg. Khả năng này cho phép robot đảm nhiệm nhiều công việc như vận chuyển, lấy hàng, xử lí vật phẩm trong nhà máy và kho hàng.

Hệ thống di chuyển sử dụng cơ cấu bánh Mecanum, cho phép robot đổi hướng ngay tại chỗ và di chuyển ngang mà không cần xoay toàn thân. Đây là đặc điểm quan trọng trong những không gian chật hẹp, nơi lối đi bị giới hạn hoặc thiết bị được bố trí dày đặc.

ugo cho biết cơ cấu này vừa tạo khả năng di chuyển linh hoạt vừa duy trì tư thế ổn định khi robot sử dụng cả hai tay để tác động lực lên vật thể. Robot có thể hoạt động liên tục tới 6 giờ, hướng tới những ca làm việc kéo dài tại nhà máy và kho hàng.

Một thành phần đáng chú ý khác là máy tính dành cho trí tuệ nhân tạo robot NVIDIA Jetson Thor. Nhờ năng lực tính toán cao, ugo Nova có thể thực hiện suy luận và huấn luyện các mô hình trí tuệ nhân tạo ngay trên robot thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào điện toán đám mây.

Điều này mở đường cho việc xử lí dữ liệu cảm biến, chẳng hạn hình ảnh từ camera, ngay tại nơi robot hoạt động. Hệ thống có thể thực hiện nhận diện, ra quyết định và điều khiển hành động với độ trễ thấp hơn.

Theo thiết kế của ugo, quá trình phát triển có thể bắt đầu từ việc người vận hành sử dụng bộ điều khiển hai chiều hoặc thiết bị thực tế ảo để hướng dẫn ugo Nova thực hiện công việc. Trong quá trình đó, video, thông tin khớp nối, mô-men xoắn, vị trí đầu công tác và các lệnh điều khiển được thu thập đồng bộ theo thời gian.

Dữ liệu sau đó được kiểm soát chất lượng và biên soạn thành bộ dữ liệu để huấn luyện bổ sung cho mô hình nền tảng robot. Mô hình đã được đào tạo tiếp tục được đưa trở lại ugo Nova để đánh giá khả năng suy luận và vận hành trong môi trường thực.

Đây là điểm mà ugo đặt nhiều kì vọng như một robot có thể đảm nhiệm cả hai vai trò thu thập dữ liệu và chạy mô hình trí tuệ nhân tạo trên cùng một thiết bị. Vì vậy, ugo Nova không chỉ phục vụ phòng nghiên cứu mà còn có thể thực hiện những công việc dựa trên kết quả suy luận của trí tuệ nhân tạo ngay tại nơi làm việc.

Trong giai đoạn tiếp theo, ugo cho biết sẽ tích lũy và khai thác dữ liệu được thu thập từ thực địa, kết hợp phương pháp học bắt chước với phát triển các mô hình nền tảng robot để mở rộng dần số lượng công việc mà robot có thể đảm nhiệm.

Doanh nghiệp cũng hướng tới một hệ thống dịch vụ không chỉ bán phần cứng, mà hỗ trợ toàn bộ chuỗi từ nghiên cứu, phát triển trí tuệ nhân tạo vật lí đến triển khai tại hiện trường, bao gồm thu thập dữ liệu, tư vấn khởi động và khai thác, phát triển mô hình AI, đánh giá và hỗ trợ đưa mô hình vào vận hành.

Với kế hoạch sản xuất hàng loạt từ năm 2027, ugo Nova cho thấy hướng đi mà ngành robot Nhật Bản đang theo đuổi. Đó là thay vì tạo ra những cỗ máy chỉ thực hiện một nhiệm vụ được lập trình sẵn, robot ngày càng được xem như một hệ thống có thể quan sát cách con người làm việc, học từ dữ liệu thực tế rồi từng bước tự đảm nhiệm nhiều công việc hơn.