Chương trình Optimus của Tesla: Nỗ lực đột phá với bàn tay robot 50 bộ truyền động

Cuộc đua khốc liệt nhằm chế tạo một robot hình người có khả năng vận hành thực thụ đang tập trung trọng tâm vào khả năng thao tác của đôi tay. Theo những cập nhật công nghệ mới nhất cùng các tuyên bố công khai từ tỷ phú Elon Musk, cấu trúc của đôi tay trên dòng Tesla Optimus Thế hệ 3 (Gen 3) đã dần được định hình rõ nét. Điểm nhấn quan trọng nhất chính là mục tiêu trang bị hệ thống lên tới 50 bộ truyền động cho cả hai cánh tay, một bước đi chiến lược nhằm xóa nhòa ranh giới giữa sự thô cứng của máy móc truyền thống và sự khéo léo tinh tế của con người.

Trong suốt lịch sử phát triển của ngành robot học, đôi bàn tay luôn được coi là nút thắt cổ chai kỹ thuật khó vượt qua nhất. Dù các thế hệ robot hiện nay đã đạt được những bước tiến dài, nhưng mục tiêu mà Tesla đặt ra cho kiến trúc V3 đang thực sự đẩy các giới hạn về cơ khí và điều khiển học lên một tầm cao mới, thách thức những tiêu chuẩn công nghiệp hiện có.

• Mục tiêu 25 bộ truyền động cho mỗi cánh tay: Bước nhảy vọt này vượt xa mức 11 bậc tự do (DoF) thường thấy ở các phiên bản sơ khai và cả hệ thống 17 bộ truyền động trên các nguyên mẫu V2.5. Musk đã xác nhận cấu hình mục tiêu sẽ bao gồm 25 bộ truyền động riêng biệt tích hợp vào mỗi bàn tay và cẳng tay, tạo ra khả năng vận động cực kỳ linh hoạt.
• Sự gia tăng đột biến về độ phức tạp: Các chuyên gia phân tích kỹ thuật nhận định rằng việc chuyển đổi từ nguyên mẫu V2.5 sang hệ thống mới này đại diện cho mức tăng trưởng gần 200% về số lượng linh kiện truyền động và số bậc tự do. Nếu thành công, thiết kế này sẽ cho phép robot Optimus chuyển đổi trạng thái làm việc một cách mượt mà, từ các nhiệm vụ nâng hạ công nghiệp nặng nề sang những công việc đòi hỏi sự tỉ mỉ và độ chính xác ở mức siêu phàm.

Dựa trên các bản phác thảo thiết kế cho thế hệ robot tương lai, bước đột phá quan trọng nhất về mặt kỹ thuật chính là việc áp dụng triệt để nguyên lý mô phỏng sinh học (biomimicry). Thay vì cố gắng nhồi nhét các động cơ siêu nhỏ nhưng nặng nề trực tiếp vào lòng bàn tay hay các đốt ngón tay, Tesla đã chọn cách mô phỏng cấu trúc giải phẫu của con người. Trong cơ thể chúng ta, các nhóm cơ điều khiển chuyển động của ngón tay thực chất nằm ở phần cẳng tay, và Tesla đang tái hiện chính xác cơ chế này bằng cách đặt phần lớn các bộ truyền động vào phần dưới của cánh tay robot.

• Tối ưu hóa sự linh hoạt và trọng lượng: Việc đặt các bộ truyền động chính ở phần cẳng tay giúp đôi bàn tay robot giữ được trọng lượng siêu nhẹ. Điều này giúp giảm thiểu đáng kể lực quán tính khi cánh tay thực hiện các chuyển động nhanh hoặc đột ngột, từ đó tăng cường độ nhạy bén và khả năng phản ứng của robot trong các tình huống phức tạp.
• Hệ thống dây chằng và cáp điều hướng: Các bộ truyền động tại cẳng tay sẽ điều khiển các ngón tay thông qua một hệ thống dây cáp và dây chằng phức tạp. Về mặt lý thuyết, cơ chế này cho phép kiểm soát độc lập hoàn toàn từng ngón tay, đồng thời giúp robot có khả năng thích ứng linh hoạt với nhiều kiểu cầm nắm và hình dạng vật thể khác nhau trong môi trường thực tế.

Mặc dù hệ thống bàn tay 50 bộ truyền động là một tuyệt tác về mặt tham vọng kỹ thuật, nó cũng đặt ra những thách thức rất lớn đối với lộ trình sản xuất hàng loạt của Tesla. Elon Musk đã thẳng thắn thừa nhận rằng việc thiết kế và chế tạo bộ phận bàn tay cùng cẳng tay là nhiệm vụ khó khăn hơn toàn bộ các bộ phận còn lại của robot cộng lại, đòi hỏi sự chính xác tuyệt đối trong khâu lắp ráp và quản lý chuỗi cung ứng.

• Mở rộng quy mô triển khai nội bộ: Hiện tại, Tesla đã đưa vào vận hành hơn 1.000 đơn vị Optimus thực hiện các nhiệm vụ thực tế bên trong các cơ sở sản xuất của mình. Tận dụng nền tảng này, công ty đang đẩy mạnh việc triển khai các đơn vị thế hệ mới, bao gồm cả Gen 3, tại các nhà máy trọng điểm như Fremont và Giga Texas để kiểm chứng hiệu năng và tối ưu hóa quy trình vận hành.
• Chiến lược ưu tiên công nghiệp: Do những phức tạp trong chuỗi cung ứng để sản xuất hàng loạt các bộ truyền động có mô-men xoắn cao nhưng kích thước siêu nhỏ, Tesla vẫn kiên định với mục tiêu ứng dụng công nghiệp trước tiên. Robot sẽ được sử dụng để thay thế con người trong các tác vụ lặp đi lặp lại, từ đó thu thập một lượng dữ liệu khổng lồ để huấn luyện mạng thần kinh, thay vì vội vàng tiến vào thị trường tiêu dùng gia đình trong tương lai gần.

Mục tiêu chinh phục hệ thống 50 bộ truyền động cho thấy Tesla đang tập trung giải quyết bài toán phần cứng hóc búa nhất trong kỷ nguyên robot: khả năng thao tác tổng quát. Nếu Tesla có thể vượt qua những rào cản về sản xuất hàng loạt và chi phí cho những đôi bàn tay tinh vi này, chương trình Optimus chắc chắn sẽ chiếm lĩnh vị thế dẫn đầu trong cuộc cách mạng lao động công nghiệp tự động hóa toàn cầu.