Bước tiến của chân robot

Công nghệ robot đang tiến gần hơn tới cơ thể con người, khi các nhà khoa học Mỹ thử phát triển một chiếc cẳng chân có thể nghe tín hiệu thần kinh và thực hiện ý định cử động của người sử dụng. Bước tiến này mở ra hy vọng mới cho những người mất cẳng chân, vốn lâu nay phải phụ thuộc vào các thiết bị hỗ trợ chưa thể tái tạo đầy đủ cảm giác điều khiển tự nhiên. Trong số những người tham gia nghiên cứu có Hailey Daniswicz, nữ sinh viên 20 tuổi mất phần cẳng chân vì ung thư xương từ năm 2005 và đang mong ngày có thể đi lại nhờ chân robot. Daniswicz tham gia một cuộc thử nghiệm lâm sàng do quân đội Mỹ tài trợ, phối hợp cùng các nhà khoa học tại Trung tâm Y học robot Chicago ở Mỹ. Mục tiêu của thử nghiệm là kiểm tra khả năng dùng tín hiệu điện từ cơ bắp, kết hợp phần mềm máy tính, để điều khiển một thế hệ chân robot mới mà không nhất thiết cần phẫu thuật cấy ghép. Levi Hargrove, nhà khoa học thuộc Trung tâm Y học robot Chicago, mô tả quá trình này như một nỗ lực hợp nhất máy móc với con người thông qua những tín hiệu vốn đã tồn tại trong cơ thể. Các nhà nghiên cứu gắn điện cực vào chín phần cơ khác nhau trên đùi Daniswicz, biến chúng thành những bộ phận tiếp nhận tín hiệu giống các ăng ten thu nhỏ. Khi cô muốn thực hiện một động tác, tế bào thần kinh gửi tín hiệu điện tới cơ, tạo ra những khuôn mẫu hoạt động đặc trưng tương ứng với ý định cử động. Máy tính sau đó học cách nhận diện từng khuôn mẫu, phân biệt ý định uốn gối, duỗi gối, hoặc điều khiển mắt cá chân của cô. Từ tháng 1, Daniswicz bắt đầu luyện tập bằng một nhân vật ảo trên màn hình máy tính, thay vì lập tức sử dụng chân robot thật trong phòng thí nghiệm. Chỉ bằng những chuyển động rất nhẹ của cơ đùi, cô đã có thể khiến nhân vật ảo uốn cong, duỗi đầu gối, đồng thời co hoặc duỗi khớp mắt cá chân. Cách luyện tập này cho phép cô dạy máy tính hiểu cơ thể mình, còn hệ thống dần học cách lắng nghe, giải mã rồi biến ý định thành chuyển động nhìn thấy được. Daniswicz là một trong bốn tình nguyện viên tham gia nghiên cứu, nhằm xác định liệu việc điều khiển chân robot có bắt buộc phải cần thêm các bộ phận cấy ghép trong cơ thể hay không. Kết quả khiến nhóm nghiên cứu ngạc nhiên, bởi những người tham gia có thể điều khiển cả khớp gối lẫn khớp mắt cá mà không trải qua phẫu thuật cấy ghép bổ sung. Phát hiện này đặc biệt đáng chú ý vì quy trình đơn giản hơn có thể giúp nhiều người tiếp cận công nghệ chân robot trong tương lai. Ý nghĩa của nghiên cứu càng rõ ràng khi thế giới hiện có khoảng hai triệu người mất cẳng chân, theo số liệu được bài nghiên cứu dẫn lại. Michael Goldfarb, kỹ sư cơ khí tại Đại học Vanderbilt ở thành phố Nashville, Mỹ, cảnh báo con số này có thể tăng gấp đôi vào năm 2050 khi số người mắc bệnh tiểu đường tiếp tục gia tăng. Nhóm của Goldfarb cũng đang phát triển một cẳng chân robot có thể nhận điều khiển từ các xung thần kinh, trong bối cảnh công nghệ đã tiến bộ đủ để biến ý tưởng này thành khả năng thực tế hơn. Dù vậy, Goldfarb cho biết hiện chưa có công ty nào chế tạo được loại chân robot có khả năng vận hành theo cách mong muốn. Trung tâm Y học robot Chicago dự định bước tiếp theo là xây dựng một chiếc chân robot hoàn chỉnh, giúp người mất cẳng chân đi lại tự nhiên và an toàn hơn trong những tình huống thực tế. Hargrove hy vọng đến cuối năm, một người sử dụng có thể điều khiển chân robot đi lại trong phòng thí nghiệm, trước khi chuyển sang các bài tập khó hơn như lên xuống cầu thang. Con đường từ phòng thí nghiệm đến đời sống hằng ngày vẫn còn dài, vì nhóm nghiên cứu phải đánh giá thêm độ chính xác, độ an toàn và khả năng hoạt động ổn định của thiết bị. Những người thử nghiệm cũng cần chứng minh rằng chân robot có thể đáp ứng đáng tin cậy trong nhiều tư thế, tốc độ di chuyển và điều kiện khác nhau. Thời điểm công nghệ này được sử dụng rộng rãi vẫn chưa thể xác định, bởi kết quả các nghiên cứu tiếp theo sẽ quyết định liệu bước tiến hôm nay có trở thành giải pháp cho hàng triệu người hay không.