“Thực tế là, trong vài năm qua, phần lớn thời gian chúng tôi dành cho dự án này đều được used để nghiên cứu các công nghệ liên quan.

Nói thật lòng, điều đó thực sự rất khó khăn. Chúng tôi đã thử nghiệm không dưới mấy chục loại công nghệ khác nhau, nhưng tất cả đều thất bại. Trong thực tế, việc vừa phải đáp ứng hai yêu cầu cùng lúc quả thực rất khó.

Và đúng vào lúc nghiên cứu của chúng tôi đạt đến ngưỡng cực hạn, không thể tiếp tục được nữa, thì một nhà nghiên cứu trong nhóm bỗng nhiên nảy ra một ý tưởng mới.

Tại sao chúng ta lại phải bắt chước nguyên liệu công nghệ trong phim? Khi đã hiểu rõ cách thức hoạt động của nó rồi, tại sao chúng ta không thể thiết kế lại một loại robot nano thông minh?

Thiết kế riêng? Trương Tuấn tự hỏi.

Châu Vĩnh Huý gật đầu trả lời: “Đúng vậy, chúng ta sẽ tự thiết kế. Sử dụng những công nghệ hiện có và những công nghệ mà chúng ta có thể phát triển để tạo ra một loại robot nano thông minh mới.

Trước hết, chúng tôi đã thiết kế lại kích thước của nó. Trong phim, kích thước của robot này quá nhỏ, khả năng hoạt động bị hạn chế và cũng rất khó để sản xuất. Vì vậy, chúng tôi đã tăng kích thước của nó lên. Kích thước sau khi thiết kế lại tương đương với chiều dài của ngón trỏ và ngón giữa bàn tay chúng ta.

Ngoài ra, chúng tôi đã từ bỏ cấu trúc ba phần tách rời như trong phim, mà thay vào đó, đã thiết kế cấu trúc ba phần đó thành một thể thống nhất.

Robot nano thông minh sau khi được thiết kế lại vẫn gồm ba phần: hai cánh tay máy ở hai bên, dài khoảng hai đến ba centimet, và ở giữa là một khớp lái đa hướng.

Khớp lái đa hướng này có thể xoay tròn, uốn cong, đổi hướng một cách linh hoạt, cấu trúc chắc chắn và sức mạnh cũng rất đáng kể.

Trong hai cánh tay máy ngắn này, mỗi bên đều chứa hệ thống điều khiển thông minh, hệ thống truyền tín hiệu, hệ thống nguồn điện và nhiều bộ phận khác. Để đảm bảo khả năng hoạt động lâu dài, chúng tôi đã trang bị cho nó những viên pin siêu rắn chắc tiên tiến nhất.

Nhờ có pin siêu rắn chắc này, mỗi con robot nano thông minh có thể hoạt động ở chế độ chờ trong vòng hai tuần. Nếu hoạt động ở chế độ liên kết theo nhóm với cường độ cao, nó cũng có thể hoạt động liên tục trong sáu đến bảy giờ.

Ở hai đoạn của mỗi cánh tay máy, đều có các thiết bị kết nối kiểu kẹp. Khi gặp những con robot nano thông minh khác, chúng sẽ tự động kết nối với nhau theo yêu cầu của hệ thống điều khiển, tạo thành một cấu trúc robot nhiều khớp. Khi nhiều nhóm robot nano thông minh như vậy được sắp xếp và kết hợp với nhau một cách có

Sau khi giải quyết được những rào cản kỹ thuật đối với các robot vi mô thông minh, chúng tôi vẫn cần phải giải quyết thêm một vấn đề nữa – thậm chí có thể nói đây là “điểm mạnh đặc biệt” của chúng tôi, đó chính là công nghệ điều khiển theo đội hình tập trung.

Đây thực sự là kỹ năng then chốt của chúng tôi, nhưng không ngờ lần này, dù sử dụng những công nghệ tiên tiến nhất, chúng tôi vẫn gặp phải thất bại.

Công nghệ điều khiển theo đội hình tập trung của chúng tôi dựa trên một hệ thống kiểm soát phi tập trung, kết nối nhiều thiết bị lại với nhau thành một tổng thể hoạt động hiệu quả. Tất cả các thành phần trong hệ thống này đều được kết nối với nhau để tạo thành một hệ thống lớn, phi tập trung.

Hệ thống này có thể kiểm soát toàn bộ đội hình một cách thống nhất, và thậm chí có thể điều khiển từng thành phần riêng lẻ một cách chính xác. Ngay cả khi một số thành phần bị mất, hệ thống vẫn sẽ hoạt động bình thường; chỉ là hiệu suất tính toán của những thành phần đó sẽ bị ảnh hưởng mà thôi.

Về mặt lý thuyết, công nghệ này không bị giới hạn về số lượng thiết bị được kết nối. Trong thực tế, chúng tôi đã thực hiện thành công thí nghiệm với hàng chục nghìn máy bay không người lái bay cùng lúc, và kết quả thí nghiệm rất khả quan.

Tuy nhiên, khi áp dụng công nghệ này vào các robot vi mô thông minh và các đội hình tập trung do chúng tạo thành, chúng tôi lại gặp phải những vấn đề rất phức tạp.

Trước hết, vấn đề nổi bật nhất là số lượng thiết bị còn quá ít. Mặc dù chúng tôi đã thực hiện nhiều thí nghiệm với hàng chục nghìn máy bay không người lái bay theo đội hình tập trung, nhưng khi áp dụng công nghệ này vào các robot vi mô thông minh, vấn đề lại xuất hiện.

Hơn nữa, số lượng robot vi mô thông minh mà chúng tôi cần kiểm soát còn nhiều hơn nhiều so với số lượng máy bay không người lái đó. Việc sắp xếp chúng theo ý định của chúng tôi một cách có tổ chức là một thách thức lớn hơn nhiều so với việc điều khiển hàng chục nghìn máy bay không người lái.

Nói một cách đơn giản, về mặt lý thuyết, có vô số cách sắp xếp các robot vi mô thông minh này. Vậy làm thế nào để thực hiện được những sự kết hợp đa dạng đó? Điều này đòi hỏi sự hỗ trợ của các thuật toán trí tuệ nhân tạo.

Những robot vi mô thông minh này có kích thước rất nhỏ, nên dung lượng phần cứng bên trong chúng cũng rất hạn chế. Sau khi được trang bị hệ thống điều khiển thông minh, sức mạnh tính toán của chúng cũng rất yếu. Ngay cả khi chúng được sắp xếp lại với nhau, sức mạnh tính toán của chúng cũng không thể cao lắm.

Ví dụ, sức mạnh tính toán của một hệ thống đội hình tập trung g

Nếu sức mạnh tính toán không đủ và quá trình xử lý dữ liệu không kịp thời, hiện tượng giật lag trong việc điều khiển sẽ xảy ra. Có thể những lệnh chúng ta đưa ra phải mất vài giây, thậm chí là hàng chục giây, mới được các robot thông minh cỡ nhỏ bên kia phản hồi; điều này sẽ làm mất đi giá trị vốn có của chúng.

Vì vậy, chúng ta cần nâng cao sức mạnh tính toán của từng robot thông minh cỡ nhỏ, giúp khả năng xử lý dữ liệu của chúng tăng lên gấp hàng chục, thậm chí hàng trăm lần, để đáp ứng được yêu cầu của chúng ta.

Do đó, chúng ta cần bắt đầu từ những khía cạnh cơ bản, chẳng hạn như chip xử lý trong phần cứng – chúng ta cũng cần thiết kế chúng một cách có chọn lọc. Những chip đơn lẻ hiện tại đã không còn đáp ứng được nhu cầu của chúng ta nữa; nhưng nếu sử dụng nhiều chip xử lý, chúng lại sẽ chiếm quá nhiều không gian. Vì vậy, chúng ta đã áp dụng một công nghệ sản xuất chip hoàn toàn mới, đó là xếp chồng nhiều chip lại với nhau để tạo thành cấu trúc chip đa tầng; chúng ta gọi cách này là “khối Rubik”.

Sức mạnh tính toán của loại chip này cao gấp hàng trăm, thậm chí hàng nghìn lần so với các chip thông thường. Tất nhiên, với khả năng tính toán mạnh mẽ như vậy, cũng sẽ tồn tại một số nhược điểm và vấn đề. Chẳng hạn, cấu trúc đặc biệt của nó sẽ tạo ra lượng nhiệt lớn khi hoạt động ở mức tối đa; lượng nhiệt này sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu suất tính toán của chip, thậm chí có thể làm hỏng chip nếu nhiệt độ quá cao.

Vì vậy, khi chip đang hoạt động, chúng ta cần phải tản nhiệt cho nó. Nhưng làm thế nào để tản nhiệt cho một chip có kích thước siêu nhỏ trong một cấu trúc như vậy? Đây chính là vấn đề khiến chúng ta đau đầu.

Ngoài ra, khi có một số lượng lớn robot thông minh cỡ nhỏ được sắp xếp và kết nối với nhau, việc tổ chức hệ thống kết nối giữa chúng một cách có trật tự cũng là một thách thức kỹ thuật lớn mà chúng ta cần nghiên cứu.

Việc sử dụng công nghệ kết nối không dây truyền thống của máy bay không người lái rõ ràng là không thích hợp; công nghệ này chỉ có thể đóng vai trò hỗ trợ, và tốc độ truyền dữ liệu cũng khá chậm. Vì vậy, chúng ta cần một phương thức truyền dữ liệu mới.

Chính vì vậy, chúng ta đã thiết kế các giao diện tại vị trí các khớp nối giữa hai đoạn của robot thông minh cỡ nhỏ; khi kết nối, các giao diện dữ liệu cũng sẽ được kết nối đồng thời, thông qua các dây cáp để thực hiện việc trao đổi và truyền dữ liệu, nhằm nâng cao hiệu suất truyền dữ liệu và toàn bộ hiệu năng của hệ thống.