Trung tâm Nghiên cứu Haptics của Đại học Keio nhằm mục đích tạo ra các giải pháp mới áp dụng công nghệ haptics thực sự cho ngành thông qua sự hợp tác giữa ngành, chính phủ và giới học thuật Loại công nghệ nào là xúc giác thực sự và 5G cần thiết ở đó như thế nào? Lần này, chúng tôi đã nói chuyện với Kohei Onishi, giám đốc Trung tâm nghiên cứu xúc giác của Đại học Keio, người đã phát minh và cấp bằng sáng chế cho công nghệ truyền thông xúc giác, và Akira Nagashima, phó giám đốc, về xã hội mới sẽ được hiện thực hóa thông qua công nghệ xúc giác thực và 5G

Công nghệ xúc giác thực sự mang lại cho robot cảm giác như con người

Tình trạng thiếu lao động trẻ do tỷ lệ sinh giảm và dân số già hóa có thể sẽ trở thành vấn đề toàn cầu, không chỉ ở Nhật Bản Hơn nữa, tình trạng thiếu nhân lực sẽ không chỉ xảy ra ở các ngành liên quan đến sản xuất như chế tạo, xây dựng Dự kiến, sẽ thiếu hụt lao động trong ngành dịch vụ, bao gồm cả phúc lợi và chăm sóc điều dưỡng Trong khi đó, ông Onishi giải thích về tình trạng hiện tại của ngành sản xuất Nhật Bản: ``Hai phần ba số robot công nghiệp được sử dụng trong các nhà máy sản xuất liên quan đến sản xuất chất bán dẫn và ô tô'' ``Tuy nhiên, những nhà máy này chỉ là một phần nhỏ trong toàn bộ ngành công nghiệp Nhật Bản và robot chưa được đưa vào các nhà máy thuộc nhiều lĩnh vực công nghiệp khác,'' Onishi nói

Vậy tại sao robot công nghiệp chỉ được sử dụng trong các lĩnh vực cụ thể? “Các robot công nghiệp hiện nay có chức năng đơn lẻ và chỉ có thể thực hiện các công việc thông thường Không thể chế tạo được robot công nghiệp có khả năng xử lý các công việc linh hoạt như con người Điều này là do các robot công nghiệp hiện nay có cấu trúc khớp hoàn toàn khác với con người nên chúng không thể di chuyển giống như con người Vì vậy, trên sàn nhà máy, con người được dạy các động tác như cầm đồ vật theo cấu trúc của robot, thông qua các thao tác dạy" (Mr Onishi)

Gần đây, robot có cấu trúc tương tự khớp xương của con người đã bắt đầu được phát triển để robot công nghiệp có thể cộng tác làm việc với con người trong các nhà máy Hơn nữa, những nỗ lực đang được thực hiện để kết hợp AI vào những robot này nhằm mang lại cho chúng bộ não có thể tự suy nghĩ Tuy nhiên, ông Onishi nói rằng ngay cả khi AI, đóng vai trò là bộ não của robot, được kết nối trực tiếp với các động cơ, đóng vai trò là cơ bắp của robot, thì sẽ khó có thể khiến nó hành xử giống con người ``Chúng tôi đang phát triển công nghệ xúc giác thực sự hoạt động giống như các dây thần kinh kết nối não và cơ của robot Bằng cách kết hợp các dây thần kinh, chúng tôi mang lại cho robot cảm giác chạm, cho phép robot kiểm soát lượng lực do chính nó tác dụng và cho phép nó xử lý các nhiệm vụ không điển hình tương tự như những nhiệm vụ do con người thực hiện'' (Ông Onishi)

Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Xúc giác Đại học Keio
Mr Kohei Onishi

Công nghệ truyền thông 5G cần thiết để truyền công nghệ xúc giác thực tế

Khi con người nâng một vật gì đó lên, họ không chỉ cảm nhận được ''cảm giác xúc giác'' là cảm giác chạm vào vật đó mà còn cảm nhận được ''cảm giác lực'' cảm nhận được lực nắm lấy vật đó Sự kết hợp của hai cảm giác này được gọi là cảm giác xúc giác và công nghệ xúc giác thực sự sẽ định lượng cảm giác xúc giác này, cho phép robot nắm bắt ngay cả những vật thể mềm như trứng sống "Con người có thể nắm bắt được nhiều đồ vật khác nhau vì họ có những kỹ năng dựa trên kinh nghiệm trong quá khứ Chúng tôi sẽ số hóa những kỹ năng này và dạy chúng cho robot Tuy nhiên, chỉ cần cầm nắm đồ vật mềm cũng chỉ có thể thực hiện được những công việc đơn giản Để robot thực hiện các nhiệm vụ giống như con người, bạn không chỉ cần nắm chúng bằng tay mà còn phải di chuyển chúng lên xuống, xoay, vặn và thực hiện nhiều chuyển động khác," Onishi nói

Ví dụ: ngay cả khi chỉ siết chặt một con vít, trước tiên con người sẽ siết nhẹ bằng tay, cảm nhận xem nó có vừa vặn hay không, sau đó sử dụng máy để siết chặt hơn nữa Không dễ để chuyển đổi tất cả những hành động khác nhau của con người thành dữ liệu Điều mà ông Onishi đang nghĩ đến là xây dựng một cơ sở hạ tầng xã hội công nghệ xúc giác thực sự được gọi là ``IoA (Internet of Actions),'' tổng hợp thông tin kỹ thuật số về các hành động khác nhau trên đám mây và sử dụng nó khi cần thiết cho mọi người sử dụng mạng truyền thông "Các công ty trong nhiều ngành khác nhau đăng ký dữ liệu xúc giác thực mà họ đã dạy cho rô-bốt của mình trên đám mây Họ sử dụng dữ liệu đó để di chuyển rô-bốt đến các công ty, bệnh viện, cơ sở chăm sóc điều dưỡng khác, vv Sau đó, chẳng hạn, chuyển động của rô-bốt di chuyển đồ vật trong nhà máy có thể hữu ích cho việc di chuyển giường tại cơ sở chăm sóc điều dưỡng Bằng cách này, tất cả chúng ta đều có thể giải quyết vấn đề thiếu hụt lao động ở Nhật Bản" (Ông Onishi)

Vào thời điểm đó, điều cần thiết là một mạng truyền thông có tốc độ cao, độ trễ thấp và có khả năng kết nối đồng thời với số lượng lớn "Nếu có sự chậm trễ khi sử dụng dữ liệu xúc giác thực được đăng ký trên đám mây, robot sẽ không thể hoạt động bình thường trong trường thực tế Tốc độ cao, dung lượng lớn, độ bảo mật cao và hiệu suất thời gian thực là cực kỳ quan trọng đối với việc truyền dữ liệu xúc giác thực Để hiện thực hóa giao tiếp M2M trong thời gian thực, điều cần thiết là phải sử dụng công nghệ truyền thông ngoài 5G Mục tiêu của chúng tôi là biến IoA thành hiện thực bằng cách kết hợp công nghệ xúc giác thực, AI và 5G, đồng thời chúng tôi đang tiến hành nghiên cứu và phát triển theo hướng đó mục tiêu'' (Ông Onishi)

Công nghệ xúc giác thực sự giúp thực hiện giao tiếp thông qua skinship

Nếu áp dụng công nghệ xúc giác thực sự cho robot thú cưng, robot sẽ có thể giao tiếp từ xa bằng cảm giác tiếp xúc vật lý Goronyan, mà ông Nagashima đang hướng tới thương mại hóa, là một robot thú cưng sử dụng công nghệ xúc giác thực sự để đạt được sự tiếp xúc hai chiều Khi hai Goronyan được kết nối với mạng ở tốc độ cao, độ trễ thấp và được tạo ra để hoạt động cùng nhau, chuyển động của một Goronyan sẽ được truyền đến Goronyan khác từ xa trong thời gian thực, tạo cảm giác như thể hai người đang đối mặt nhau và điều hành cùng một Goronyan

(Ảnh) Robot thú cưng “Goronyan” được trang bị công nghệ xúc giác thực sự
(Ảnh được cung cấp bởi: Trung tâm nghiên cứu xúc giác của Đại học Keio)

(Hình) 4 loại chức năng skinship mà Goronyan đạt được
(Tài liệu được cung cấp bởi: Trung tâm nghiên cứu xúc giác của Đại học Keio)

Thật không may, do ảnh hưởng của tình trạng lây nhiễm vi-rút Corona mới, hoạt động giao tiếp liên quan đến tiếp xúc trực tiếp giữa mọi người có thể không sớm quay trở lại Tuy nhiên, con người sẽ tiếp tục cần giao tiếp thông qua tiếp xúc vật lý "Cũng giống như mèo chơi đùa với bạn bè, con người có thể truyền đạt những cảm xúc và tình cảm không thể diễn tả bằng lời nói thông qua cảm ứng Mặt khác, trong giao tiếp từ xa, thông tin âm thanh và video được truyền ở chất lượng cao và tốc độ cao, nhưng thông tin liên quan đến cảm ứng đã bị thiếu Bằng cách sử dụng công nghệ này, chuyển động của robot ở một bên và phản ứng của robot từ xa ở phía bên kia có thể được truyền đạt theo thời gian thực và chuyển động của robot có thể được xác định theo thỏa thuận thông qua giao tiếp hai chiều, thay vì chỉ tuân theo mệnh lệnh Đó thực sự là có thể đạt được sự giao tiếp hai chiều thực sự'' (Mr Nagashima)

Ông Nagashima đang nghĩ đến việc sử dụng Goronyan ở những nơi như viện dưỡng lão "Đặc biệt đối với nam giới, khi xa cuộc sống công việc, việc giao tiếp với những người xung quanh trở nên khó khăn Vì vậy, nếu giao tiếp qua tiếp xúc cơ thể với gia đình, bạn bè ở xa, bạn có thể cảm thấy ấm áp hơn so với giao tiếp qua giọng nói hoặc hình ảnh Ngày nay, thú cưng có thể được sử dụng làm thú cưng Robot cũng ra đời với nhiều chức năng khác nhau như có thể tự động di chuyển quanh phòng và có khả năng nói chuyện Tuy nhiên, Goronyan không phải là robot thú cưng kết nối con người và máy móc mà là robot thú cưng kết nối con người với máy móc" con người Tôi nghĩ việc người cao tuổi sống một cuộc sống khỏe mạnh sẽ trở nên cực kỳ quan trọng'' (Mr Nagashima)

Phó Giám đốc, Trung tâm Nghiên cứu Haptics Đại học Keio
Ông Akira Nagashima

Làm phong phú thêm cuộc sống của chúng ta bằng công nghệ xúc giác thực sự và 5G

Ông Onishi tham gia vào việc giải quyết các vấn đề trong thế giới công nghiệp, nhưng giải pháp dường như theo một hướng hoàn toàn khác với việc thực hiện skinship mà ông Nagashima tham gia ``Nếu Goronyan có thể được sử dụng để chăm sóc người già, chúng tôi sẽ có thể sử dụng lực lượng lao động trẻ của mình trong các lĩnh vực công nghiệp khác ngoài chăm sóc điều dưỡng Theo nghĩa đó, tôi tin rằng việc thực hiện tiếp xúc vật lý bằng công nghệ xúc giác thực cũng sẽ dẫn đến việc giải quyết các vấn đề trong thế giới công nghiệp'' (Mr Nagashima)

Mặt khác, ông Onishi và ông Nagashima dường như cũng nghĩ rằng có thể cần phải đợi cho đến khi áp dụng thực tế Beyond 5G và 6G đối với các dịch vụ mới sử dụng công nghệ xúc giác thực sự, chẳng hạn như những dịch vụ được giới thiệu ở đây, thì mới thể hiện được tiềm năng thực sự của chúng

"Bộ xử lý trong máy tính, điện thoại thông minh và các thiết bị khác ngày càng có khả năng xử lý nhanh hơn mỗi năm nhờ những tiến bộ trong quy trình sản xuất Về mặt công nghệ truyền thông, tôi cảm thấy rằng 5G cuối cùng đã bắt kịp sự phát triển đó Cho đến nay, có vẻ như công nghệ truyền thông chỉ tập trung vào việc gửi lượng lớn thông tin ở tốc độ cao, nhưng Beyond 5G và 6G hứa hẹn về khả năng tương tác thậm chí còn lớn hơn, điều mà chúng tôi rất biết ơn'' (Ông Onishi)

"Tôi tin rằng đa phương tiện hỗ trợ giao tiếp cần có sự tích hợp của các giác quan Bằng cách thêm xúc giác vào các giác quan thị giác và thính giác thông thường, đa phương tiện theo đúng nghĩa sẽ trở nên khả thi Lượng thông tin từ xúc giác rất nhỏ nhưng một lượng lớn thông tin được gửi trong khoảng thời gian cực ngắn 5G là điều cần thiết để thực hiện điều này một cách không chậm trễ và công nghệ của nó sẽ cải thiện chất lượng cuộc sống (QOL) của chúng ta Chúng tôi hy vọng rằng nó sẽ cải thiện chất lượng cuộc sống và giúp ích xây dựng một môi trường cho một xã hội thế kỷ 21 thịnh vượng và đáng sống'' (Mr Nagashima)

Sự kết hợp giữa công nghệ xúc giác thực và 5G có thể thay đổi đáng kể cách con người và robot tương tác