Các hãng công nghệ thế giới đang tập trung phát triển hệ thống robot “cobot”, hệ thống giúp những dây chuyền lắp ráp trở nên an toàn hơn với con người.

 

Chế tạo những robot có cảm xúc và phản ứng giúp đảm bảo an toàn cho con người trong các dây chuyền sản xuất có sự hợp tác giữa con người và robot đang là một thách thức với các hãng công nghệ.

Hồi tháng Sáu, một robot trong nhà máy của Volkswagen, Đức, đã vô tình giết chết một công nhân 22 tuổi. Công nhân này bị mắc kẹt giữa cánh tay của robot và một tấm kim loại trong một khu vực thường không giới hạn con người.

Sự cố bi thảm này khiến chúng ta phải suy nghĩ về một thách thức quan trọng trong công nghệ. Thế giới của chúng ta đang phát triển theo đà gia tăng tự động hóa nên chúng ta phải tìm ra giải pháp để con người và robot có thể tồn tại bên cạnh nhau, chia sẻ không gian và hợp tác cùng với nhau trong công việc.

Những con robot tương tác an toàn và hiệu quả với con người, được đặt tên là “collaborative robotic” hoặc “cobotic”, sẽ thay đổi những dây chuyền sản xuất, công việc gia đình hoặc chăm sóc sức khỏe và dịch vụ hậu cần.

Những cánh tay robot này rất khỏe và chính xác nhưng chúng cần được tách biệt hoàn toàn với con người.

Ngành sản xuất ô tô và hàng không vũ trụ, vốn đã áp dụng nhiều công nghệ tự động, là những người đầu tiên chấp nhận công nghệ cobotic. Hồi đầu tháng, BAE System đã công bố kế hoạch sử rụng cobotic trong dây chuyền xây dựng máy bay chiến đấu.

Tách riêng

Rõ ràng, tiềm ẩn rất nhiều nguy hiểm nếu robot công nghiệp chia sẻ không gian với con người. Tính riêng tại Mỹ, robot công nghiệp có liên quan tới hơn 20 vụ tai nạn chết người. Con số thực tế còn có thể lớn hơn.

“Chúng rất tuyệt vời bởi chúng có thể di chuyển hàng hóa trọng lượng lớn ở tốc độ cao hoặc đảm nhiệm những công việc đơn điệu. Tuy nhiên, chúng di chuyển cứng nhắc không có sự linh hoạt. Nếu chúng va chạm với con người chúng sẽ gây ra những chấn thương nghiêm trọng hoặc làm chết người”, José Saenz, Viện Điều hành và Tự động hóa Nhà máy Fraunhofer, Đức, cho biết.

 

BMW sử dụng những cánh tay robot này trong nhà máy lắp ráp ô tô. Chúng được sản xuất bởi công ty Đan Mạch, Universal Robots.

Khác với các robot thế hệ cũ, cobot có các cảm biến và các tính năng an toàn cho phép chúng phát hiện và phản ứng với con người gần đó. Điều này giúp con người và robot biến thành một cặp đôi hoàn hảo, kết hợp sức mạnh và độ chính xác của robot với khả năng nhìn thấy, cảm nhận, suy nghĩ và đáp ứng của công nhân.

Hiện tại, đó là một mối quan hệ cần thiết bởi con người có những kỹ năng rất khó lập trình. “Có rất nhiều kinh nghiệm và kiến thức bất thành văn mà bạn không thể lập trình được. Một công nhân có thể cảm nhận được những điều không đúng, máy khoan rung theo nhịp khác thường hoặc cảm nhận được bề mặt gồ ghề”, Saenz giải thích.

Tránh chấn thương

Một trong những mẫu cobotic đầu tiên được sử dụng bởi BMW. Trong năm 2013, hãng sản xuất xe hơi của Đức đã cho lắp đặt những robot, được sản xuất bởi Universal Robots, tại nhà máy của hãng ở Nam California nhằm giúp công nhân trong việc gắn bộ phận cách nhiệt và chống nước vào cửa xe. Robot tra và phết keo dán còn con người gắn những bộ phận này vào cửa xe. Nếu không có robot, đó là những nhiệm vụ nặng nề có thể khiến công nhân bị chấn thương cổ tay.
 

Những cánh tay robot của Universal Robotics được trang bị trong nhà máy của BMW tại Nam California sẽ đảm nhiệm những công việc thường xuyên khiến công nhân trong dây chuyền lắp ráp bị chấn thương.

Những cánh tay robot của Universal Robotics được trang bị trong nhà máy của BMW tại Nam California sẽ đảm nhiệm những công việc thường xuyên khiến công nhân trong dây chuyền lắp ráp bị chấn thương.

“Chúng tôi quan tâm tới tư thế và độ an toàn. Robot có thể làm những công việc lặp đi lặp lại như đẩy hoặc kéo mà không bị thương tích hoặc phải nghỉ ngơi như công nhân”, Rich Morris, người chịu trách nhiệm về lắp ráp và hậu cần của BMW, cho biết. “Robot làm việc bên cạnh các công nhân và các công nhân thích chúng”.

Điều gì sẽ xảy ra nếu một công nhân tiến tới quá gần robot? “Đầu tiên nó sẽ cảnh báo cho bạn biết rằng bạn đang tiến tới quá gần. Sau đó nó sẽ ngừng hoạt động”, Morris nói.

Năm nay, BMW còn lắp đặt thêm những robot đảm nhiệm công việc nhét cao su cứng vào những lỗ trên khung xe. Trước đó, công việc này khiến nhiều công nhân bị chấn thương ngón tay cái. Ban đầu, BMW phát triển những khung xương in 3D nhằm hỗ trợ cho ngón tay của công nhân nhưng hiện tại cobot với những ngón tay cơ khí siêu mạnh sẽ đảm nhiệm công việc này.

Khả năng học hỏi

Các cobot tiên tiến nhất sẽ rất linh hoạt do vậy một mẫu robot có thể đảm nhiệm, chuyển đổi giữa nhiều nhiệm vụ như phân loại, khuân vác, vận chuyển vật liệu. Baxter, robot do Rethink Robotics sản xuất, có hai cánh tay và một khuôn mặt có thể biểu cảm trên màn hình. Baxter có thể học cách thực hiện nhiệm vụ qua hướng dẫn, làm mẫu của con người. Khi con người thao tác tay vào chuỗi các vị trí, cỗ máy sẽ bắt chước lại hành động. Những biểu cảm trên màn hình của Baxter giúp con người gần nó biết nó đang tập trung vào cái gì và phát hiện ra nó bị bối rối bởi một điều gì đó bất ngờ.

 

Sawyer (trái) và Baxter có thể học hỏi thông qua hướng dẫn, làm mẫu

Từ năm 2013 tới nay, hàng trăm robot Baxter đã được xuất xưởng và một trong số đó làm việc tại nhà máy Haigh’s Chocolates ở Úc. Tại đây, nó làm việc không giới hạn bên cạnh những công nhân nhặt chocolate.

Khéo léo và chính xác

Một ngành công nghiệp khác mà cobot cần thâm nhập đó là điện tử tiêu dùng. Hiện tại ngành này phụ thuộc rất nhiều vào các dây chuyền lắp ráp bằng tay.

Vào tháng Ba năm nay, Baxer có thêm một người em trai có tên Sawyer. Sawyer chỉ có một tay và được thiết kế cho các hoạt động tinh vi hơn như kiểm tra bảng mạch và chăm sóc máy. Đồng thời, một hãng tại Thụy Sĩ có tên ABB cũng cho ra mắt YuMi, một robot đóng gói với các cảm biến và độ chính xác cao.

 

YuMi được thiết kế để lắp ráp các thiết bị điện tử nhỏ, công việc thường do con người đảm nhiệm.

Với kích thước và phạm vi chuyển động nhỏ hẹp, YuMi rất phù hợp với các dây chuyền lắp ráp, xây dựng smartphone, laptop và tablet.

“Đây là một vấn đề quan trọng giúp giảm diện tích sản của nhà máy và hiện thực hóa khả năng đưa robot vào các dây chuyền sản xuất vốn chỉ được đảm nhiệm bởi con người”, Steven Wyatt, giám đốc marketing và bán hàng của ABB, cho biết.

 

Robot cá nhân đảm nhiệm việc nhà sẽ phổ biến hơn trong thập kỷ tới.

Sau khi cobot được thử nghiệm thành công và phổ biến trong ngành công nghiệp chúng sẽ bắt đầu xuất hiện ở môi trường trong nhà. Tuy nhiên, môi trường này sẽ mang lại những thách thức mới cho cobot.

“Trong môi trường công nghiệp chỉ có con người trên 18 tuổi và được bảo vệ bởi kính, giày, đồ bảo hộ lao động. Môi trường trong nhà lại khác hẳn, vật nuôi và trẻ em thường chạy nhảy khắp nhà”, Saenz nói. “Nhưng thị trường lại lớn hơn”.

Thao khảo Bloomberg