Trong khoảng ba năm trở lại đây, ngành công nghiệp robot hình người đã đón nhận một dòng vốn đầu tư mạo hiểm chưa từng có. Dữ liệu thực tế cho thấy lượng vốn đổ vào lĩnh vực này từ năm 2023 đến 2025 đã tăng mạnh hơn ba lần. Đặc biệt trong năm 2025, tổng mức đầu tư trên toàn cầu đã thiết lập một cột mốc mới với con số 40,7 tỷ đô la.
Từ Thung lũng Silicon, Thâm Quyến cho đến Tokyo và Munich, các doanh nghiệp khởi nghiệp và nhà sản xuất truyền thống đều đang tăng tốc. Họ không ngừng nỗ lực để đưa các nguyên mẫu robot từ không gian phòng thí nghiệm vào nhà máy, nhà kho và các ứng dụng thực tế. Thế nhưng, đằng sau sự cuồng nhiệt này là thách thức lớn liên quan đến việc sản xuất hàng loạt.
Nghiên cứu gần đây từ công ty tư vấn McKinsey đã đưa ra một lời giải đáp rõ ràng cho nguyên nhân của sự khó khăn này. Vấn đề thực sự cản trở tiến trình thương mại hóa chính là những điểm nghẽn đang tồn tại trong chuỗi cung ứng phần cứng. Cuộc chiến trong thời gian tới sẽ không chỉ xoay quanh trí tuệ nhân tạo mà là phần cứng có đủ rẻ và đáng tin cậy hay không.
Để hiểu rõ hơn về thách thức này, chúng ta cần đi sâu vào việc phân tích cơ cấu chi phí của một mẫu robot hình người. Theo McKinsey, chi phí thiết bị chủ yếu đến từ năm nhóm mô-đun lớn, trong đó bộ truyền động chiếm tỷ trọng lên tới 40% đến 60%. Bộ phận cảm biến đóng vai trò như đôi mắt và xúc giác của robot chiếm tỷ lệ chi phí rơi vào khoảng 10% đến 20%.
Nền tảng tính toán và điều khiển trung tâm đóng góp khoảng 10% đến 15%, trong khi phần cấu trúc nhẹ và pin chiếm 5% đến 10%. Bộ truyền động chính là phần tốn kém và tạo ra nhiều sự khác biệt nhất về mặt hiệu suất hoạt động của toàn bộ thiết bị. Mật độ mô-men xoắn, độ chính xác và tuổi thọ đều phụ thuộc hoàn toàn vào mắt xích chưa trưởng thành nhất này.
Lấy ví dụ về đôi tay của robot, một cấu trúc phức tạp yêu cầu hơn hai mươi bậc tự do và hàng loạt phản hồi xúc giác. Robot Optimus của Tesla hiện đang phải sử dụng tới hơn năm mươi bộ truyền động siêu nhỏ chỉ để vận hành riêng đôi bàn tay. Vì thị trường thiếu vắng các linh kiện đạt chuẩn, các hãng bắt buộc phải tự bỏ tiền ra nghiên cứu và chế tạo riêng biệt.
Nhìn rộng ra toàn bộ chuỗi phần cứng, báo cáo phân loại các rủi ro nguồn cung thành ba nhóm cơ bản là thấp, trung bình và cao. Nhóm rủi ro thấp bao gồm thành phần phổ thông như động cơ không chổi than, camera hay cảm biến vốn được thừa hưởng từ ngành xe điện. Chúng mang lại sự ổn định đáng kể và không tạo ra bất kỳ rào cản cấu trúc nào đối với việc sản xuất quy mô lớn.
Nhóm rủi ro trung bình bao gồm bộ điều khiển servo và hệ thống quản lý pin đòi hỏi tỷ lệ thể tích trên công suất cực kỳ khắt khe. Hệ thống pin phải chịu đựng được tốc độ xả lớn khi robot thực hiện các động tác vật lý phức tạp như nhảy hoặc ngồi xổm. Việc thiếu vắng tính tiêu chuẩn hóa buộc các nhà sản xuất phải tiến hành phát triển sâu với nhà cung cấp cấp hai.
Tuy nhiên, điểm đáng báo động nhất lại nằm ở nhóm rủi ro cao, bắt đầu từ các thiết bị truyền động chính xác cao như bộ giảm tốc. Năng lực sản xuất của bộ giảm tốc sóng hài hay vít me bi hành tinh đang bị chi phối bởi các hãng chuyên biệt như SKF hay Nabtesco. Thời gian chờ đợi để nhận được một số đơn hàng linh kiện chuyên dụng này đã bị kéo dài một cách kỷ lục lên đến mười bốn tháng.
Ngoài ra, việc phụ thuộc vào nam châm vĩnh cửu neodymium cũng là một rào cản trí mạng khi nguồn cung tài nguyên bị tập trung quá lớn. Các tập đoàn công nghệ phương Tây đang đứng trước thách thức lớn khi Trung Quốc kiểm soát tới 90% công suất gia công từ tính toàn cầu. Việc thiếu vắng các hệ thống vi điều khiển có khả năng thống nhất an toàn cho hàng chục bộ truyền động cũng là một trở ngại hệ thống.
Những nút thắt đa chiều này đã giúp hệ thống nhà máy Trung Quốc tận dụng được chuỗi cung ứng cơ điện hoàn thiện để giảm chi phí. Sản xuất một nguyên mẫu Tesla Optimus Gen 2 có thể tiêu tốn 131.000 đô la nếu tách rời hoàn toàn khỏi mạng lưới vật liệu của quốc gia này. Dẫu vậy, Âu Mỹ vẫn đang giữ ưu thế lớn trong việc thiết kế các cấu trúc trí tuệ nhân tạo, tích hợp hệ thống và kiểm định an toàn nghiêm ngặt.
Đến năm 2035, cấu trúc chuỗi cung ứng được dự đoán sẽ chuyển dịch linh hoạt, các mô-đun pin và nền tảng tính toán có thể sẽ được thuê ngoài. Nhiều động thái chiến lược từ Schaeffler hay Bosch khi hợp tác với Neura Robotics, Humanoid và Galbot đã minh chứng rõ nét cho sự chuyển đổi mô hình này. Cột mốc đột phá sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào quá trình hợp tác tiêu chuẩn hóa giữa các nhà sản xuất linh kiện cốt lõi trên toàn thế giới.
Thực trạng của ngành công nghiệp lúc này được ví như ngành ô tô vào thập niên 1910 khi các tiêu chuẩn sản xuất lõi chưa xuất hiện. Để đưa chi phí vật liệu tổng thể của thiết bị xuống dưới mức 20.000 đô la, thị trường cần sự nỗ lực của hàng chục đối tác. Ai có khả năng giải quyết bài toán gia công quy mô lớn đầu tiên sẽ nắm quyền làm chủ định nghĩa của một hệ sinh thái mới.
Tham khảo: Zhihu
Đức Khương
