Các kỹ sư MIT vừa trình diễn thế hệ rô-bốt bay siêu nhỏ có tốc độ và khả năng cơ động gần tương đương ong vò vẽ, mở ra ứng dụng trong tìm kiếm cứu nạn tại những khu vực mà drone truyền thống không thể tiếp cận. Nhờ kích thước chỉ bằng một băng microcassette và trọng lượng nhẹ hơn chiếc kẹp giấy, những rô-bốt này có thể luồn qua các khe hẹp và tránh được vật cản trong môi trường hỗn loạn như đống đổ nát sau động đất.
Thành tựu mới đến từ bộ điều khiển AI mà nhóm nghiên cứu phát triển, giúp rô-bốt thực hiện được các đường bay nhào lộn—bao gồm 10 vòng lộn liên tiếp trong 11 giây—nhờ tăng tốc độ bay thêm 447% và gia tốc thêm 255% so với các thử nghiệm trước đây. Đây là lần đầu một rô-bốt siêu nhỏ đạt được mức linh hoạt gần ngang côn trùng thật.
Nhóm nghiên cứu do Kevin Chen, phó giáo sư Khoa Kỹ thuật Điện và Khoa học Máy tính (EECS), đứng đầu. Rô-bốt sử dụng “cơ nhân tạo” mềm tạo lực vỗ cánh cực nhanh, trong khi phiên bản mới có cặp cánh lớn hơn giúp tăng đáng kể độ linh hoạt. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances.
Điểm đột phá nằm ở hệ điều khiển hai bước. Đầu tiên, nhóm xây dựng một bộ điều khiển dự đoán mô hình – một thuật toán mạnh mô phỏng động lực học để lập kế hoạch cho những đường bay phức tạp như lộn nhào hoặc đổi hướng gấp. Bộ điều khiển này tính đến giới hạn lực và mô-men, giúp rô-bốt thực hiện nhiều động tác nối tiếp mà không mất kiểm soát – yếu tố quan trọng trong môi trường nhiều rủi ro va chạm.
Dữ liệu từ bộ điều khiển mạnh sau đó được nén thông qua học bắt chước thành một mô hình AI gọn nhẹ, đủ nhanh để vận hành trong thời gian thực trên phần cứng hạn chế của rô-bốt siêu nhỏ. Cách làm này mang lại sự cân bằng giữa hiệu năng cao và khả năng tính toán nhanh – điều vốn khó đạt được ở các hệ thống vi rô-bốt trước đây.
Thử nghiệm cho thấy rô-bốt bám quỹ đạo với sai lệch chỉ 4–5 cm, ngay cả khi bị gió nhiễu. Nhóm cũng tái tạo thành công chuyển động “saccade” của côn trùng – kiểu nghiêng thân tăng tốc thật nhanh rồi phanh gấp để định vị, hỗ trợ nhận thức thị giác. Đây được xem là nền tảng cho việc tích hợp camera và cảm biến trong tương lai.
MIT cho biết bước tiếp theo là phát triển khả năng tự bay ngoài trời mà không cần hệ thống camera theo dõi, cũng như thiết kế thuật toán giúp nhiều rô-bốt phối hợp và tránh va nhau trong các nhiệm vụ cứu nạn hoặc thám hiểm. Kevin Chen kỳ vọng nghiên cứu sẽ mở ra hướng tiếp cận mới cho ngành vi rô-bốt, nơi các kiến trúc điều khiển mạnh mẽ nhưng vẫn tính toán hiệu quả sẽ trở thành tiêu chuẩn.
Hai rô-bốt nhỏ đậu trên mu bàn tay. Ảnh: Space Daily
