Phát triển robot tại Việt Nam trong xu thế CMCN 4.0

Thế giới đã chứng kiến sự phát triển liên tục và nhanh chóng của khoa học công nghệ góp phần tác động và cải thiện mạnh mẽ cuộc sống của con người. Chúng ta đã trải qua các cuộc Cách mạng Công nghiệp (CMCN) với những thành tựu to lớn. Các cuộc CMCN này đều ra đời trên cơ sở yêu cầu bức thiết của quá trình sản xuất. Trong đó, robot đóng góp vai trò quan trọng trong tiến trình này.

Đặc điểm phát triển robot trong giai đoạn hiện nay

Ngày nay, nền công nghiệp thế giới đã chuyển sang giai đoạn phát triển mới, cuộc CMCN lần thứ 4, với sự gia tăng của robot thông minh, tự động hóa, hệ thống vật lý mạng, kết nối vạn vật, dữ liệu lớn, thực tại tăng cường, công nghệ sản xuất đắp dần. Với sự phát triển vượt bậc của công nghệ cảm biến, công nghệ tính toán và đặc biệt là trí tuệ nhân tạo, thế hệ robot thông minh thứ 4 đã được hình thành từ năm 2000. Với khả năng cảm nhận được sự thay đổi phức tạp của môi trường làm việc xung quanh cũng như khả năng tính toán, xử lý các thuật toán phức tạp các robot thế hệ này cho phép các ứng dụng đòi hỏi độ phức tạp cao có sự tương tác an toàn với con người. Một số đặc điểm phát triển trong lĩnh vực robot trong giai đoạn này có thể tổng kết như sau:

• Các nghiên cứu và phát triển cho robot công nghiệp đã sụt giảm đáng kể. Do quá trình phát triển khá dài, các robot công nghiệp đã khá hoàn chỉnh về mặt công nghệ, có độ chính xác, khả năng tải lớn hơn, vận tốc làm việc cao. Tuy có sự xuất hiện của robot công nghiệp thông minh tác hợp, việc phát triển robot công nghiệp trong giai đoạn này đã bị chững lại đáng kể.
• Các thành tựu của ngành trí thông minh nhân tạo được ứng dụng nhiều trong robot. Trước đây do hạn chế về khả năng tính toán của các máy tính, các thuật toán xử lý trí thông minh nhân tạo cho kết quả rất hạn chế. Tuy nhiên trong giai đoạn này, phát sự phát triển vượt bậc về khả năng tính toán, các thuật toán sử dụng mạng học sâu đã cho ra các kết quả có khả năng ứng dụng cao hơn trước đây rất nhiều. Phần lớn các kết quả này được ứng dụng vào robot với các công nghệ xử lý ảnh, xử lý ngôn ngữ, xử lý hành vi, vv.
• Cơ sở hạ tầng chung cho robot là hướng phát triển được các nhà sản xuất đặc biệt chú trọng. Thay vì sử dụng các thành phần, thiết bị riêng cho mỗi loại robot, các nhà phát triển có xu hướng tạo ra các nền tảng phần cứng và phần mềm dùng chung mà các thành phần của chúng có thể dùng cho nhiều loại robot khác nhau.

Tình hình nghiên cứu và phát triển robot tại Việt Nam

• Việc nghiên cứu và giảng dạy robot đã được chú ý từ khá sớm. Tuy nhiên, các môn giảng dạy về robot chủ yếu tập trung vào robot công nghiệp.
• Gần đây đã có sự chuyển dịch hướng giảng dạy và nghiên cứu sang robot thông minh, trong đó tập trung vào phát triển phần mềm là chính.
• Việc nghiên cứu và phát triển về robot của các công ty bên ngoài môi trường học thuật còn rất ít. Nguyên nhân có thể do nhu cầu thị trường cũng như ngành công nghiệp phụ trợ chưa phát triển.

Phát triển robot tại Việt Nam trong xu thế của CMCN 4.0

• Về giảng dạy, cần thay đổi chương trình trong đó cập nhật các công nghệ mới về robot. Cần khai thác hiệu quả các công cụ phần mềm hiện đại phục vụ cho các bài toán tính toán cơ học trong robot. Việc giảng dạy cần phải theo hướng ứng dụng liên hệ mật thiết với nhu cầu bên ngoài công nghiệp.
• Cần định hướng nghiên cứu về robot theo hướng phát triển phần mềm. Thực tế cho thấy việc phát triển phần cứng cho robot tại Việt Nam như các hệ truyền động chính xác, các hệ dẫn động, điều khiển, hay cảm biến sẽ gặp rất nhiều khó khăn do chưa có nền tảng công nghệ cũng như công nghiệp phụ trợ. Thêm vào đó còn có sự cạnh tranh rất lớn từ bên ngoài nơi mà họ đã khá hoàn thiện về công nghệ cũng như có ưu thế lớn về thị trường như Mỹ, Đức, Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc. Việc phát triển theo hướng phần mềm cho robot ứng dụng các thuật toán thông minh có thể là hướng đi phù hợp cho các nghiên cứu tại Việt Nam.
• Về ứng dụng, cần phát triển các ứng dụng phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Trong đó nên chú trọng việc ứng dụng robot trong việc cải tiến các dây chuyền sản xuất hiện có, hiện đại hóa từng phần kết hợp với tự động hóa và tích hợp hệ thống. Các robot sử dụng công nghệ cao sẽ không phù hợp với thực tế Việt Nam vì lý do giá thành, nguồn nhân công, thực trạng nền công nghiệp,… Các robot thông minh ứng dụng trong giải trí và giáo dục nên được phát triển vì đây là thị trường khá tiềm năng.

Kết luận

Robot là một lĩnh vực quan trọng trong xu thế của CMCN lần thứ tư. Các nghiên cứu và phát triển về robot trong giai đoạn này sẽ theo hướng ứng dụng bên ngoài môi trường công nghiệp. Trong đó, robot sẽ được thông minh hóa ở mức cao.

Việc nghiên cứu và phát triển robot ở Việt Nam còn khá khiêm tốn. Với nền tảng và thực trang công nghệ hiện tại, nên phát triển robot theo hướng phần mềm. Phần cứng cho robot nên đi theo hướng chuyển giao công nghệ hoặc hợp tác với đối tác nước ngoài.

Việc nghiên cứu và ứng dụng robot tại Việt Nam trong CMCN lần thứ tư mới chỉ ở mức tiềm năng do đó cần có những cơ chế, chính sách, chương trình quốc gia về nghiên cứu, phát triển và giảng dạy về robot.

Tài liệu tham khảo chính

Zamalloa, Irati, et al., “Dissecting robotics-historical overview and future perspectives.” arXiv preprint arXiv:1704.08617 (2017).

Nguyễn Xuân Hạ, Nguyễn Văn Huy và Nguyễn Chấn Hùng, “Kỹ thuật robot trong cách mạng công nghiệp lần thứ tư”, Hội thảo khoa học Cơ học trong cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, Hà Nội, 23-24/11/2018.

Nguyễn Xuân Hạ
Trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội