Robot hình người đầu tiên trên thế giới có khả năng bay chính thức cất cánh

iRonCub3 là phiên bản thứ ba của dòng robot hình người iCub, được thiết kế với mục tiêu hoạt động hiệu quả trong các môi trường thực tế nhờ khả năng di chuyển đa địa hình – từ mặt đất cho đến không gian ba chiều. Trong buổi thử nghiệm mới nhất, robot đã bay lơ lửng cách mặt đất khoảng 50 cm, đồng thời duy trì trạng thái cân bằng ổn định, đánh dấu cột mốc mới trong lĩnh vực robot bay hình người.

Robot được vận hành từ xa và trang bị bốn động cơ phản lực – hai đặt ở hai tay và hai gắn ở khoang sau lưng. Nhờ đó, iRonCub3 có thể bay ổn định kể cả khi gặp gió hoặc va chạm nhỏ. Với trọng lượng 70 kg, hệ thống phản lực của robot có thể tạo lực đẩy lên tới hơn 1.000 newton, đủ sức nâng toàn bộ cơ thể lên khỏi mặt đất. Các khí thải từ tua-bin đạt nhiệt độ khoảng 800°C, buộc nhóm nghiên cứu phải sử dụng cột sống làm bằng titanium cùng lớp vỏ chịu nhiệt đặc biệt để đảm bảo an toàn vận hành.

Theo ông Daniele Pucci, Trưởng phòng thí nghiệm Trí tuệ Cơ học và Nhân tạo (AMI Lab) tại IIT, nghiên cứu này “đã buộc chúng tôi phải vượt ra ngoài khuôn khổ robot hình người truyền thống, tạo ra bước nhảy vọt thực sự trong công nghệ điều khiển và thiết kế.”

Không giống như drone với thiết kế đối xứng và khối lượng phân bố đều, iRonCub3 có hình dáng như con người với các chi chuyển động linh hoạt, tạo ra sự thay đổi liên tục trong khí động học và trọng tâm. Để giải quyết thách thức này, nhóm IIT đã phát triển các mô hình điều khiển bay mới, tích hợp AI và thuật toán học máy vào hệ thống.

Dưới sự phối hợp với Trường Bách khoa Milan và Đại học Stanford, nhóm đã xây dựng mạng nơ-ron nhân tạo được huấn luyện bằng dữ liệu mô phỏng và thực nghiệm, cho phép robot phản ứng nhanh với dòng khí nhiễu loạn và thay đổi tư thế khi bay. Hệ thống còn hỗ trợ robot thực hiện các thao tác khó như khởi động phản lực liên tiếp và điều chỉnh cấu trúc khi cất cánh.

Theo Antonello Paolino, tác giả chính của bài nghiên cứu, đây là hệ thống điều khiển bay tích hợp sâu với AI, đảm bảo robot có thể hoạt động bền vững trong điều kiện bay phức tạp.

Phương pháp “thiết kế đồng bộ” (co-design) đã được sử dụng để đồng thời tối ưu hóa hình dáng robot và vị trí lắp đặt động cơ, giúp đạt được khả năng điều khiển bay tối đa và chịu nhiệt tốt. Qua hàng loạt mô phỏng và thử nghiệm thực tế, nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh từng chi tiết nhỏ trong hệ thống: từ cảm biến lực đẩy, quản lý nhiệt độ, cho đến thuật toán hạ – cất cánh tự động.

Sau các thử nghiệm ban đầu trong phòng thí nghiệm của IIT, nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch tiến hành bay thử ngoài trời tại Sân bay Genoa, với sự hỗ trợ từ Aeroporto di Genova. Trong tương lai, những robot bay hình người như iRonCub3 có thể được sử dụng trong khu vực thảm họa, môi trường độc hại hoặc những nhiệm vụ yêu cầu cả khả năng bay và thao tác vật lý.

Việt Vũ (tổng hợp)