Robot hình người: Liệu có thể thay thế hoàn toàn robot công nghiệp?

Robot hình người có thể thay thế robot công nghiệp?

Robot hình người có ưu thế trong các công việc đòi hỏi khả năng di chuyển và tương tác, nhưng không thể thay thế hoàn toàn robot công nghiệp trong nhà máy.

Theo Interesting Engineering, robot hình người đang dần trở thành biểu tượng mới cho công nghệ tự động hóa trong nhà máy nhờ khả năng di chuyển giữa các trạm làm việc, thu nhặt linh kiện và vận hành thiết bị thay cho con người. Tuy nhiên, robot công nghiệp truyền thống vẫn đảm nhận phần lớn khối lượng công việc tự động hóa. Trong khi robot hình người mang lại sự linh hoạt, thì robot công nghiệp lại đem đến giá trị thực tế cao hơn về mặt năng suất.

Lợi thế áp đảo của robot công nghiệp

Robot công nghiệp đã trở nên phổ biến từ nhiều thập kỷ trước. Theo Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), các nhà máy đã lắp đặt 542.000 robot công nghiệp vào năm 2024, nâng tổng số robot đang hoạt động trên toàn thế giới lên khoảng 4,66 triệu đơn vị. Số lượng lắp đặt hàng năm đã vượt mốc 500.000 trong 4 năm liên tiếp. Cơ sở thiết bị khổng lồ này đã tạo ra một hệ sinh thái hoàn chỉnh bao gồm các nhà sản xuất, lập trình viên, nhà cung cấp linh kiện, chuyên gia an toàn và kỹ thuật viên bảo trì. Các công ty có thể dễ dàng tính toán lợi nhuận trên từng cánh tay robot dùng cho việc hàn, sơn, sắp xếp đóng gói hàng hóa hoặc lắp ráp.

Robot công nghiệp hàn linh kiện ôtô. Ảnh: Liên đoàn Robot Quốc tế

Robot chuyên dụng cũng sở hữu những lợi thế về mặt cơ học. Các cánh tay cố định không cần phải di chuyển, giữ thăng bằng hay nhận diện toàn bộ không gian nhà máy. Chúng chỉ cần thực hiện một động tác định sẵn một cách nhanh chóng và chính xác, với tần suất đôi khi lên đến hàng nghìn lần mỗi ngày. Khi nhiệm vụ sản xuất ít khi thay đổi, tính chuyên môn hóa cao sẽ mang lại hiệu quả vượt trội so với sự linh hoạt. Một cỗ máy được tối ưu hóa cho một hoạt động duy nhất thường vận hành nhanh hơn, đáng tin cậy hơn và dễ bảo trì hơn so với robot hình người đa năng.

Robot cộng tác (cobot), loại robot công nghiệp được thiết kế để làm việc an toàn bên cạnh con người, có thể tương tác gần gũi hơn và dễ dàng tái lập trình cho nhiều nhiệm vụ khác nhau. Theo báo cáo của IFR, robot cộng tác chiếm 10,5% tổng số lượng lắp đặt robot công nghiệp vào năm 2023.

Thế mạnh của robot hình người

Robot công nghiệp phát huy hiệu quả tối đa khi thực hiện các công việc lặp đi lặp lại trên dây chuyền cố định. Tuy nhiên, nếu công việc quá phức tạp hoặc thay đổi liên tục khiến việc điều chỉnh lại toàn bộ dây chuyền trở nên tốn kém và mất thời gian, thì việc sử dụng loại robot này sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế. Các nhà máy thường đầy rẫy cầu thang, xe đẩy, kệ hàng, công cụ và các trạm làm việc được thiết kế phù hợp với cơ thể người. Robot hình người có thể hoạt động trong môi trường đó mà không cần lắp đặt thêm băng tải, lồng bảo vệ hay thay đổi cấu trúc hạ tầng lớn.

Một robot hình người có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau như giao linh kiện, bảo dưỡng máy móc và kiểm tra các bộ phận tại những địa điểm khác nhau trong một ca làm việc. Nếu nhà sản xuất có thể bổ sung các khả năng mới thông qua phần mềm, thì một nền tảng phần cứng duy nhất có thể thay thế cho nhiều hệ thống chuyên dụng khác.

Theo New York Times, năm 2021, Hyundai đã mua lại Boston Dynamics, công ty chuyên phát triển robot hình người. Nhà sản xuất ôtô này ban đầu dự định sử dụng robot để sắp xếp linh kiện theo trình tự nhất định trước khi công nhân lắp đặt vào xe. Đây cũng là nhiệm vụ cơ bản mà các robot do Figure AI sản xuất đang thực hiện tại nhà máy BMW ở Spartanburg, Nam Carolina. Mercedes-Benz, đơn vị đang thử nghiệm robot của Apptronik tại Austin, Texas, cũng lên kế hoạch sử dụng chúng để xử lý và phân loại vật liệu. Các nhà sản xuất ôtô cho biết họ đang gặp khó khăn trong việc giữ chân công nhân thực hiện những nhiệm vụ cơ bản như vậy.

Robot của Figure AI làm việc tại nhà máy BMW. Ảnh: BMW

Theo Forbes, Jeff Burnstein, chủ tịch Hiệp hội xúc tiến tự động hóa Mỹ (A3), cho biết phần lớn robot hình người đang làm việc trong nhà máy mới chỉ dừng lại ở các dự án thí điểm với hiệu suất đạt khoảng 20-50%. Trong khi đó, khách hàng cần hiệu suất lên tới 99% để có thể tin tưởng áp dụng công nghệ này vào sản xuất thực tế.

Lựa chọn cuối cùng phụ thuộc vào giá trị kinh tế

Thiết kế giống con người của robot hình người chỉ phát huy tác dụng khi công việc thực tế đòi hỏi hình dáng đó. Hai chân tiêu tốn nhiều năng lượng và tiềm ẩn nguy cơ ngã. Bàn tay khéo léo làm tăng độ phức tạp về cơ học, trong khi phần mềm điều khiển phải duy trì độ tin cậy cao trong suốt quá trình sản xuất. Thời lượng pin cũng là một trở ngại lớn. Theo Agility Robotics, các nâng cấp đã kéo dài thời gian hoạt động của robot Digit lên đến 4 giờ. Tuy nhiên, để thực hiện công việc liên tục trong nhà máy, robot có thể vẫn cần sạc, thay pin hoặc đổi ca.

Các nhà máy đánh giá hiệu quả của máy móc thông qua sản lượng, thời gian hoạt động, độ an toàn và chi phí. Do đó, robot công nghiệp vẫn là yếu tố tiên phong thay đổi cách thức vận hành nhà máy nhờ khả năng hoạt động ở quy mô lớn và phù hợp với các quy trình ổn định đòi hỏi xử lý khối lượng công việc khổng lồ. Robot hình người sẽ phù hợp với các công việc cần khả năng di chuyển, điều chỉnh và tương tác với môi trường xung quanh. Nhà máy tương lai có thể sẽ là sự kết hợp của nhiều loại robot: robot cố định chiếm ưu thế trong sản xuất lặp đi lặp lại, robot di động vận chuyển hàng hóa, robot cộng tác chia sẻ không gian làm việc với con người, và robot hình người giải quyết các nhiệm vụ phức tạp mà các loại robot khác không thể thực hiện.

An Khang tổng hợp