Kỹ sư Mỹ phát triển bàn tay sinh học tích hợp AI giúp người khuyết tật cầm nắm chính xác như tay thật

Trong nỗ lực thu hẹp khoảng cách giữa máy móc và cơ thể con người, các kỹ sư tại Đại học Utah (Hoa Kỳ) vừa công bố một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực phục hồi chức năng. Họ đã nâng cấp thành công một bàn tay sinh học thương mại, mang lại cho nó khả năng "cảm nhận" và tự điều chỉnh linh hoạt gần như bàn tay tự nhiên.

Khi chi giả có "trí tuệ" riêng

Thực tế cho thấy, các hoạt động thường nhật như cầm một chiếc cốc, nhặt cây bút chì hay bắt tay đều dựa vào khả năng kiểm soát ngón tay theo bản năng của não bộ. Tuy nhiên, đối với người khuyết tật sử dụng tay giả, sự khéo léo tự nhiên này thường biến mất. Ngay cả với những thiết bị đắt tiền nhất, người dùng vẫn phải tập trung cao độ để điều khiển từng ngón tay, tạo ra một "gánh nặng nhận thức" lớn.

Marshall Trout, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Thần kinh Robot thuộc Đại học Utah, chia sẻ về thực trạng này: "Mặc dù các cánh tay sinh học đang ngày càng trở nên giống thật, việc điều khiển chúng vẫn chưa dễ dàng hay trực quan. Gần một nửa số người dùng sẽ từ bỏ chi giả của họ, thường với lý do là khả năng điều khiển kém và gánh nặng nhận thức".

Để giải quyết vấn đề, nhóm nghiên cứu đã hợp tác với hãng TASKA Prosthetics để tích hợp công nghệ mới vào sản phẩm.

Dữ liệu từ các cảm biến này sau đó được xử lý bởi một mạng nơ-ron nhân tạo (AI). Hệ thống AI này đã được huấn luyện dựa trên hàng loạt dữ liệu về chuyển động cầm nắm tự nhiên của con người. Nhờ đó, bàn tay robot có thể tự động điều chỉnh vị trí từng ngón tay một cách độc lập nhưng vẫn phối hợp nhịp nhàng để tạo ra tư thế cầm nắm chắc chắn nhất cho từng vật thể cụ thể.

Sự cộng hưởng giữa ý người và tính toán của máy

Điểm đột phá của nghiên cứu nằm ở cơ chế "kiểm soát chia sẻ". Các nhà nghiên cứu đã phát triển một hệ thống lấy cảm hứng sinh học giúp cân bằng giữa ý định của người dùng và sự hỗ trợ của AI. Khi người dùng ra lệnh thực hiện hành động, AI sẽ hỗ trợ tinh chỉnh các chuyển động để đảm bảo độ chính xác, đồng thời hệ thống vẫn đủ thông minh để nhận biết khi nào người dùng muốn thay đổi ý định, ví dụ như nhả vật thể ra.

Hiệu quả của công nghệ này đã được chứng minh qua thử nghiệm thực tế với bốn người tham gia bị cắt cụt chi từ đoạn cổ tay đến khuỷu tay. Kết quả cho thấy họ không chỉ đạt điểm cao hơn trong các bài đánh giá tiêu chuẩn mà còn thực hiện trôi chảy các tác vụ đòi hỏi vận động tinh.

Một ví dụ điển hình là việc uống nước từ cốc nhựa mỏng - một hành động tưởng chừng đơn giản nhưng lại là thách thức lớn với người dùng tay giả vì rất dễ bóp nát cốc. Với công nghệ mới, việc này trở nên dễ dàng và tự nhiên hơn hẳn.

Jacob A. George, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Đại học Utah, nhấn mạnh: "Bằng cách thêm vào một chút trí tuệ nhân tạo, chúng tôi đã có thể giảm tải khía cạnh cầm nắm này cho chính bản thân bộ phận giả. Kết quả cuối cùng là khả năng kiểm soát trực quan hơn và khéo léo hơn, cho phép những công việc đơn giản trở lại đúng nghĩa là đơn giản".

Hướng tới tương lai "điều khiển bằng suy nghĩ"

Thành tựu này của Đại học Utah không đứng riêng lẻ trong dòng chảy công nghệ. Trước đó, vào tháng 5 năm 2025, các nhà nghiên cứu Hàn Quốc cũng đã giới thiệu một mẫu bàn tay robot siêu nhẹ với khả năng cầm nắm thích ứng. Điều này cho thấy xu hướng toàn cầu đang tập trung mạnh mẽ vào việc làm cho các chi giả trở nên thông minh và linh hoạt hơn.

Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm nghiên cứu tại Utah đang hướng tới mục tiêu tham vọng hơn: tích hợp các giao diện thần kinh cấy ghép. Công nghệ này hứa hẹn cho phép người dùng điều khiển chi giả trực tiếp bằng suy nghĩ, đồng thời khôi phục lại xúc giác thực sự, xóa nhòa ranh giới giữa bộ phận cơ thể sinh học và máy móc nhân tạo.