25 khớp, điều khiển bằng gân cơ: cánh tay cho robot hình người 1X có thể tạo ra trải nghiệm “chạm được thế giới” thực sự, cho thấy hiệu ứng gây ấn tượng mạnh

1X đã công bố robot hình người NEO với một mẫu tay robot thế hệ mới 25 bậc tự do, sử dụng truyền động bằng gân (tendon), được cho là có độ khéo léo và sức mạnh gần với con người, đồng thời có thể cảm nhận lực tác động và phản ứng ngay lập tức khi gặp vật trơn trượt.
（Bối cảnh: Masκ dự đoán sau 5 năm: ít nhất 100 triệu robot hình người trên toàn cầu, thậm chí 1 tỷ）
（Bổ sung: Cách định hướng/đi bố cục ngành công nghiệp robot AI (hướng dẫn đầy đủ)）

Phần lớn tay robot của các robot hình người thật ra chỉ làm được ba việc: nắm, thả và đẩy. Lực mạnh đến mức nào, có bị trượt rơi đồ hay không thì không dễ để cảm nhận ngay. Tuy nhiên, vào ngày 9, 1X đã công bố tay robot thế hệ mới của robot hình người NEO: có 25 bậc tự do, truyền động bằng gân, và tuyên bố chính thức đã tiến gần độ khéo léo, sức mạnh và độ tin cậy của con người. Trong các video thực tế mà hãng phát hành, có thể thấy độ linh hoạt của các ngón tay của robot thực sự đạt đến một tầm mới, khiến cộng đồng sôi nổi thảo luận

Từ kẹp hai ngón đến 25 khớp

Phần lớn robot hình người dùng kẹp hai ngón, trong khi tay mới của NEO có 25 bậc tự do: 22 bậc nằm ở các ngón tay và lòng bàn tay, 3 bậc ở cổ tay. Tất cả đều có điều khiển lực nguyên bản, đồng thời có thể truyền động ngược.

Nói đơn giản là: bạn đẩy một ngón tay, nó sẽ nhượng bộ theo đúng lực tác động đó, đồng thời phản hồi cho bạn biết bạn đã đẩy bao nhiêu “lực”/mức độ. Phía sau là hệ truyền động “gân của 1X”: thay hộp số truyền thống bằng hệ gân có tỉ số truyền thấp, khoảng 5:1 đến 15:1, thấp xa so với tỉ lệ thường gặp trong ngành là 100:1 đến 200:1. Tỉ số càng thấp thì tỉ lệ lực bị “ăn mất” do ma sát trước khi truyền đến đầu ngón tay càng ít, khiến bàn tay có cảm giác mình chạm vào thứ gì.

Về thông số, mô-men xoắn đỉnh tại gốc ngón cái (khớp CMC) là 3,5 Nm, khớp đốt ngón (MCP) 2,6 Nm, lực gập đầu ngón cao nhất 45 N, mô-men xoắn cổ tay 17,75 Nm, độ chính xác định vị ±0,2 mm. Cả cụm tay còn đạt chuẩn IP68 chống nước và vật liệu cấp độ thực phẩm; trong video trình diễn chính thức, NEO thậm chí có thể tự rửa tay.

Phân bổ 25 bậc tự do cũng tuân theo tỉ lệ giải phẫu cơ thể người, đặc biệt thiên về ngón cái, để nó có thể thực sự tạo lực đối ngẫu với bốn ngón còn lại, thay vì chỉ “bày” ngón cái cạnh bên cho có.

Bàn tay chính là cảm biến

Cách 1X nói là: camera là một “người quan sát” thụ động, còn bàn tay là một “thí nghiệm chủ động”—nó dùng sức để đặt câu hỏi, rồi đọc câu trả lời từ chính nhóm khớp đó. Phần lớn tay robot là thiết bị “chỉ viết”: nhận lệnh, tay đến đúng vị trí, rồi không có bất kỳ tín hiệu có ý nghĩa nào phản hồi trở lại.

Ngược lại, NEO là “vừa đọc vừa viết”: mỗi khớp là một vòng kín, đây chính là cảm giác cảm nhận cơ thể (proprioception); không cần nhìn bằng mắt, tay tự biết hiện tại nó đang ở tư thế nào. Làm được điều này nhờ thiết kế truyền động thẳng (direct drive): động cơ gần như kéo trực tiếp gân, không có nhiều lớp hộp số để “ăn mất” tín hiệu ở giữa. Nói đơn giản: thiếu lớp hộp số này thì tay mới “nghe” được tiếng mình chạm vào thứ gì.

Kèm theo đó là các cảm biến xúc giác độ phân giải cao nằm trên đầu ngón tay và lòng bàn tay, cho phép đo lực theo phương đúng, vị trí tiếp xúc và lực cắt; hãng gọi là “độ trong suốt của lực” (force transparency). Nhờ vậy, NEO có thể phát hiện ngay vật đang trơn trượt và phản ứng kịp thời; điều này đặc biệt quan trọng với các vật nhỏ, trong suốt, dễ biến dạng hoặc bị che khuất—thứ mà chỉ nhận diện bằng thị giác không thể làm tốt.

Theo video trình diễn chính thức, NEO lắp ghép LEGO, nhặt một đồng xu hoặc một con ốc vít duy nhất từ ví, vặn đui/lắp bóng đèn, dùng tua vít, kéo khóa kéo của áo khoác, phân loại nho theo màu sắc, rót trà, bắt bóng mềm, cắm cáp sạc USB-C, lau bàn, thậm chí còn giao tiếp bằng ngôn ngữ ký hiệu.

Về độ tin cậy, 1X cho biết “không có”/không dùng các linh kiện rời và toàn bộ các ngón tay đã được kiểm chứng qua hàng triệu vòng thử nghiệm; riêng các khớp cổ tay được xác thực vượt quá 2 triệu lần trong điều kiện tải nặng. Tỉ số truyền bánh răng cực thấp cộng với truyền động bằng gân giúp các lực va đập từ bên ngoài có thể được “truyền động ngược” an toàn cho các ngón tay: bị vỗ bằng tay, bị gõ bằng búa, thậm chí bị kẹp trong ngăn kéo—tay sẽ nhượng theo thay vì hứng chịu va đập cứng để rồi hỏng.