Direct Drive cho rằng nút thắt của robot đa năng nằm ở “quyền tiếp cận” thế giới thực

Lập luận cốt lõi của Direct Drive khá đơn giản: trước khi robot có thể làm việc một cách tổng quát, nó phải đến được nơi cần làm việc. Nếu không vượt qua được những đứt gãy vật lý trong môi trường đời thường, robot sẽ không thể thu thập dữ liệu tương tác thực tế—và cũng không thể mở rộng phạm vi dịch vụ—dù hệ thống nhận thức hay mô hình nền tảng có mạnh đến đâu. 67

“Vào được hiện trường” mới là cửa ải đầu tiên

Môi trường do con người xây dựng hiếm khi phẳng và liền mạch hoàn toàn. Robot có thể phải đi qua vỉa hè, bậc cửa, mặt đường xuống cấp, dốc, cầu thang, nền bùn hoặc các đoạn chuyển tiếp giữa trong nhà và ngoài trời.

Theo Direct Drive, nhiều robot bánh truyền thống không thể tiếp cận những khu vực này. Vì vậy, dữ liệu tương tác vật lý tương ứng cũng không thể được tạo ra ngay từ đầu. 6

Cách nhìn này chuyển trọng tâm từ riêng bài toán “bộ não AI” sang cả thân robot và phương tiện mang nó. Mô phỏng có giới hạn; còn một robot bị loại khỏi một môi trường thì không thể học từ môi trường đó, cũng không thể cung cấp dịch vụ tại đó. 67

Vì thế, công ty không đồng tình với những mô hình triển khai buộc môi trường phải thích nghi với robot—chẳng hạn xây đường dốc riêng, đặt mốc dẫn đường, giới hạn robot trong các làn hẹp hoặc thiết kế lại tuyến di chuyển. Mục tiêu của Direct Drive là để robot thích nghi với môi trường vốn đã được xây dựng cho con người.

Đây là một luận điểm chiến lược của doanh nghiệp, chưa phải sự đồng thuận của toàn ngành. Robot có trí tuệ hiện thân—tức hệ thống có thể cảm nhận, ra quyết định và tác động vật lý lên môi trường—vẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như thao tác, an toàn, nhận thức, năng lực tính toán, chất lượng dữ liệu, chi phí và độ tin cậy. 3

Vì sao chọn bánh–chân thay vì chỉ dùng bánh hoặc chân?

Robot chỉ dùng bánh xe có ưu điểm rõ rệt: di chuyển nhanh, tiết kiệm năng lượng và phù hợp với sàn phẳng hoặc đường sá. Nhưng chúng bị giới hạn bởi độ cao bậc, khe hở, bề mặt rời và địa hình không bằng phẳng. 6

Robot chỉ dùng chân có thể vượt chướng ngại tốt hơn, song thường phải đánh đổi bằng mức tiêu thụ năng lượng, độ phức tạp điều khiển và chi phí cao hơn khi di chuyển đường dài hoặc thực hiện các nhiệm vụ thường nhật. Tài liệu của Direct Drive mô tả hình thái này là kém hiệu quả và khó mở rộng hơn so với di chuyển bằng bánh. 5

Robot bánh–chân cố gắng giữ bánh xe làm phương thức di chuyển mặc định, sau đó sử dụng các chân khớp nối để:

• nâng thân robot;
• bước qua hoặc vượt chướng ngại;
• giữ ổn định;
• điều chỉnh tư thế;
• phục hồi khi gặp địa hình bất ngờ.

NVIDIA cũng mô tả TITA theo hướng kết hợp tốc độ và sự linh hoạt của robot bánh với khả năng thích nghi của robot chân, thông qua các khớp truyền động trực tiếp và công nghệ mô-tơ đặt tại bánh. 4

Về mặt thực tế, thiết kế này nhằm giúp robot đi qua vỉa hè, bậc thấp, mặt đường gồ ghề và dốc mà không phải dừng nhiệm vụ hoặc yêu cầu con người thiết kế lại tuyến đường. Nó cũng tạo ra một nền tảng có thể hoạt động trong không gian kết hợp giữa trong nhà và ngoài trời.

Đó là lý do Direct Drive cho rằng robot gia dụng có thể bước vào nhà bằng cách lăn trước, thay vì ngay lập tức cố tái tạo dáng đi hoàn toàn giống người.

Truyền động trực tiếp làm được gì?

Ở bánh xe, mô-tơ moay-ơ truyền lực trực tiếp để tạo chuyển động. Ở các khớp, mô-tơ truyền động trực tiếp hoặc gần trực tiếp cung cấp mô-men xoắn lớn và phản hồi nhanh cần thiết cho việc đổi tư thế, bước đi và vượt chướng ngại. 4

Việc loại bỏ hoặc giảm bớt các bộ phận truyền động truyền thống được kỳ vọng sẽ cải thiện khả năng kiểm soát mô-men xoắn và phản hồi chuyển động tức thời. Tuy nhiên, phương án này cũng đặt ra yêu cầu cao hơn đối với mô-tơ, hệ thống tản nhiệt, thuật toán điều khiển và kết cấu chịu tải.

Trong kiến trúc đó, AI vẫn là thành phần lựa chọn và lập kế hoạch chuyển động. Nhưng phần cứng truyền động trực tiếp mới là thứ biến quyết định ấy thành chuyển động có thể thực hiện trên địa hình gồ ghề. Đây chính là cơ sở cho tuyên bố của Direct Drive rằng bài toán hiện thân không thể được giải quyết chỉ bằng phần mềm.

Từ Xingtian đến D1: nền tảng thay đổi ra sao?

Xingtian / Xing Tian — năm 2021

Xingtian là robot hai bánh–chân truyền động trực tiếp thương mại đầu tiên của Direct Drive, được định vị như minh chứng ban đầu rằng thân robot bánh–chân có thể tiếp cận nhiều loại địa hình hơn khung gầm bánh truyền thống. 7

TITA — năm 2023

TITA là nền tảng robot hai chân có bánh với tám bậc tự do, bổ sung hệ thống khớp truyền động trực tiếp mạnh hơn cùng kiến trúc phần cứng và phần mềm hướng tới phát triển. 5

Theo thông số do Direct Drive công bố, TITA có tám cơ cấu truyền động gần trực tiếp, mô-men xoắn cực đại 120 N·m, tám bậc tự do, pin có thể thay nóng, quyền truy cập Linux kernel/API và hỗ trợ ROS 2. 5

Cấu hình cảm biến và AI của mẫu robot này gồm máy tính NVIDIA Jetson Orin NX 16 GB, năng lực tính toán được công bố ở mức 100 TOPS, cảm biến siêu âm, cảm biến SPAD và camera hai mắt. Các thanh gá ở phần thân trên cho phép lắp thêm phụ kiện theo mô-đun. 45

TITA được thiết kế cho các nhiệm vụ như kiểm tra, logistics, nông nghiệp và nghiên cứu. Nhà sản xuất cho biết robot có khả năng tránh chướng ngại chủ động, điều chỉnh tư thế, chống rơi và tự phục hồi. 45

D1 — năm 2025

D1 là nền tảng robot hiện thân dạng mô-đun, có thể kết hợp nhiều cụm robot và chuyển đổi giữa cấu hình hai bánh–chân với cấu hình bốn bánh kiểu bò hoặc dạng tứ túc. 5

Các thông số được Direct Drive dẫn lại cho biết D1 có thể vượt chướng ngại cao tối đa 70 cm, mang tải tới 100 kg ở chế độ bò và sử dụng kiến trúc nhiều cụm có thể cấu hình thay vì một hình thái cố định. 5

Ý nghĩa của thiết kế này không chỉ nằm ở tải trọng lớn hơn. Một cấu hình có thể ưu tiên sự gọn nhẹ khi di chuyển trong đô thị và khả năng tiếp cận cầu thang, vỉa hè; trong khi cách ghép thành hệ bốn bánh thấp hơn có thể ưu tiên độ ổn định, khả năng chở hàng và vận hành trên địa hình khó.

“Vào được” để mở rộng bài toán kinh doanh

Direct Drive xem các hoạt động triển khai và việc cung cấp linh kiện của mình là bằng chứng cho thấy di chuyển bằng truyền động trực tiếp không chỉ tồn tại trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, các con số triển khai quy mô lớn và những nhãn như “đầu tiên trên thế giới” phần lớn là tuyên bố của doanh nghiệp hoặc tài liệu gọi vốn, nên cần được nhìn nhận thận trọng. 57

Chuỗi sản phẩm từ Xingtian đến TITA rồi D1 cho thấy một lộ trình tương đối rõ: đầu tiên chứng minh khả năng vận động của robot bánh–chân; tiếp đó phát triển nền tảng giàu cảm biến, có thể mở cho nhà phát triển; sau cùng là điều chỉnh hình thái và tải trọng theo từng nhiệm vụ. 57

Theo cách Direct Drive trình bày, thứ tự tiến tới robot đa năng sẽ là: bảo đảm khả năng tiếp cận các môi trường đa dạng trước; tích lũy dữ liệu tương tác thực và nâng độ tin cậy khi thực thi nhiệm vụ sau; rồi mới mở rộng ứng dụng và tiến gần tới một robot thực sự đa năng. 67

Nói cách khác, AI có thể quyết định robot nên làm gì, nhưng thân robot phải đưa nó đến đúng nơi để quyết định đó có ý nghĩa.