Chó robot chạy marathon chỉ với một lần sạc, hai năm sau mới công bố nghiên cứu

RAIBO2 — chú chó robot bốn chân do Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) phát triển — đã hoàn thành cự ly marathon 42,195 km chỉ với một lần sạc pin. Phải mất gần hai năm sau khi về đích, nhóm nghiên cứu mới công bố chi tiết kỹ thuật đằng sau thành tích này trên tạp chí Nature. Thành tựu mở ra tiềm năng ứng dụng robot bốn chân trong địa hình hiểm trở, nơi thời lượng pin là yếu tố sống còn.

Chó robot RAIBO2

Hành trình về đích

RAIBO2 hoàn thành đường đua tại giải Sangju Dried Persimmon Marathon vào tháng 11/2024 với thời gian 4 giờ 19 phút 52 giây. Đây được xem là robot bốn chân đầu tiên hoàn thành cự ly marathon tại một giải đấu chính thức.

Để so sánh, kỷ lục thế giới của con người do Sabastian Sawe (Kenya) lập tại giải London Marathon vào tháng 4/2026 là 1 giờ 59 phút 30 giây — người đầu tiên phá mốc hai giờ trong một giải marathon thi đấu chính thức. Robot vẫn còn cách khá xa tốc độ của con người, nhưng điều đáng chú ý nằm ở hiệu quả sử dụng năng lượng.

Bài toán năng lượng của robot bốn chân

Bánh xe hiệu quả hơn trên bề mặt phẳng, nhưng chân giúp robot vượt qua bậc thang, đống đổ nát, sườn dốc và địa hình gồ ghề. Chính khả năng này khiến robot bốn chân trở nên hữu ích ở vùng núi và khu vực thảm họa.

Robot bốn chân đã được triển khai hỗ trợ dọn dẹp hạt nhân tại cơ sở Sellafield (Anh), bên cạnh các ứng dụng quân sự ít "dễ thương" hơn.

Đánh đổi lớn nhất nằm ở quãng đường di chuyển. Theo nhóm nghiên cứu, các robot bốn chân gần đây thường chỉ đạt khoảng 20 km mỗi lần sạc, do khớp máy liên tục tiêu tốn năng lượng để nâng đỡ trọng lượng cơ thể, cộng thêm hao phí khi bàn chân tiếp xúc lặp lại với mặt đất.

Bí quyết đạt hiệu suất gấp ba lần

Nhóm của phó giáo sư Jemin Hwangbo đã kết hợp ba yếu tố:

• Phần cứng cơ khí nhẹ giúp giảm tải trọng mà khớp phải nâng đỡ
• Mạch điều khiển động cơ tổn thất thấp, hạn chế thất thoát năng lượng trong quá trình truyền động
• Chính sách vận động tối ưu năng lượng, được huấn luyện thông qua học tăng cường (reinforcement learning)

RAIBO2 hoàn thành đường đua với tốc độ trung bình 2,64 mét/giây, vượt qua chênh lệch độ cao 286 m và các đoạn dốc lên tới 18,4 độ.

Robot tiêu thụ 1.280 Wh từ bộ pin có dung lượng 2.016 Wh. Chỉ số chi phí vận chuyển (năng lượng cần thiết để di chuyển một trọng lượng nhất định trên một quãng đường nhất định) của RAIBO2 là 0,25, so với mốc tham chiếu ở người là 0,37. Nhóm nghiên cứu khẳng định đây là robot bốn chân đầu tiên vượt qua con số này.

"So với các robot bốn chân hiện có, RAIBO2 đạt quãng đường di chuyển gấp hơn ba lần trên mỗi lần sạc pin. Bước đột phá về hiệu quả năng lượng này mở đường cho các ứng dụng ngoài trời kéo dài, nơi thời lượng pin đóng vai trò then chốt." — nhóm nghiên cứu cho biết.

Vẫn chưa thể tự hành hoàn toàn

Kỷ lục về hiệu suất không đồng nghĩa RAIBO2 có thể hoạt động tự chủ. Bậc thang hay địa hình núi non có thể đòi hỏi các mô hình hao phí năng lượng khác nhau, tư thế robot bị ràng buộc, cùng chiến lược nhận biết môi trường tinh vi hơn.

"Ngoài ra, nghiên cứu của chúng tôi giả định có con người vận hành, trong khi điều hướng tự chủ cần những bộ lập kế hoạch có khả năng nhận diện lộ trình tối ưu năng lượng dựa trên hiểu biết bản đồ toàn cục. Các mô hình tổn thất được phát triển trong nghiên cứu này tạo nền tảng quý giá để giải quyết những thách thức đó." — bài báo nêu rõ.

Nhóm nghiên cứu tin rằng công trình của họ có thể mở rộng quãng đường hoạt động cho các thế hệ robot có chân trong tương lai. Việc những cỗ máy ấy dùng quãng đường tăng thêm để kiểm tra khu vực thảm họa, giao hàng hay đuổi theo con người — điều đó phụ thuộc vào người mua chúng.