Đi tìm khoảnh khắc 'Eureka' trong thế giới robot

Với Thiên Minh, khoa học không phải là cuộc chạy đua thành tích, mà là con đường để hiểu thế giới và tạo ra tác động xã hội thế nào, góp phần làm cho thế giới vận hành tốt hơn. Và chỉ số học thuật chính là thước đo giá trị của mỗi công trình khoa học.

“Gần đây, tôi mới biết được chỉ số FWCI (tác động trích dẫn có trọng số theo lĩnh vực) của mình là 4.4 theo Scopus. Nghĩa là nghiên cứu của tôi được trích dẫn gấp 4 lần so với các công trình tương tự trong ngành. Những chỉ số khoa học này có vai trò giúp cho các nhà quản lý đánh giá được chất lượng làm việc của nhà nghiên cứu để chọn mặt gửi vàng. “Vàng” ở đây chính là dự án nghiên cứu”, TS. Nguyễn Phạm Nhất Thiên Minh mở đầu câu chuyện về mình.

Để có những thành quả khoa học ghi dấu ấn trên trường quốc tế đó, chàng trai trẻ đánh đổi bằng những đêm dài trước màn hình máy tính, đau đáu trước những công thức toán học tưởng như vô tận, của những bài báo bị từ chối, rồi lại viết lại.

Và đôi khi, trên con đường ấy, anh vỡ oà cảm xúc khi chạm tới khoảnh khắc hiếm hoi, nhận ra mình vừa khám phá ra điều chưa từng có ai nghĩ tới. Anh gọi khoảnh khắc đó là “Eureka” – cảm giác “ngây ngất” khi một ý tưởng mới bất ngờ hé lộ sau thời gian dài miệt mài tìm lời giải.

Hành trình khoa học của Thiên Minh bắt đầu từ Đại học Bách khoa TPHCM, nơi anh tốt nghiệp ngành Điều khiển – Tự động hóa năm 2014. Sau khi ra trường, thay vì vội vàng bước vào thị trường lao động, Minh dành gần một năm để tìm kiếm và nộp hồ sơ học bổng quốc tế.

Tháng 7/2015, anh được giáo sư Xie Lihua nhận làm nghiên cứu sinh tại Đại học Công nghệ Nanyang (NTU), Singapore – một trong những trung tâm nghiên cứu kỹ thuật hàng đầu châu Á. Quyết định ấy đã mở ra một hành trình nghiên cứu khoa học đầy cảm xúc và thành công rực rỡ của chàng trai trẻ Thiên Minh.

Tại NTU, nhóm của giáo sư Xie vốn nổi tiếng trong lĩnh vực lý thuyết điều khiển và hệ thống, nhưng thời điểm đó đang bắt đầu mở rộng sang robotics – lĩnh vực nghiên cứu về robot và hệ thống tự hành. Chính trong giai đoạn chuyển mình này, Thiên Minh trở thành một trong những người tiên phong lấn sân vào lĩnh vực mới.

Anh đã ghi dấu ấn đặc biệt, trở thành nghiên cứu sinh đầu tiên trong nhóm của giáo sư Xie, có những bài báo được công bố tại các tạp chí và hội thảo của IEEE Robotics and Automation Society – cộng đồng khoa học robot lớn nhất thế giới.

Sau khi tốt nghiệp tiến sĩ, anh tiếp tục nhận Học bổng nghiên cứu sau tiến sĩ cấp hiệu trưởng Wallenberg (NTU), cho phép anh nghiên cứu độc lập tại 2 nơi là: NTU (Singapore) và Viện Công nghệ Hoàng gia KTH (Thụy Điển).

Tại KTH, anh gia nhập nhóm Robotics, Perception & Learning của GS Patric Jensfelt – một trong những trung tâm nghiên cứu robot hàng đầu châu Âu. Những năm tháng ở đây giúp anh mở rộng tầm nhìn học thuật và hiểu rõ hơn con đường của một nhà khoa học trong hệ thống nghiên cứu quốc tế.

Nhìn lại chặng đường đã qua, Minh cho rằng bước ngoặt lớn nhất của mình không phải là một giải thưởng hay một công bố khoa học, mà là những lần dám bước ra khỏi vùng an toàn.

“Từ điều khiển sang nhận thức robot, rồi sang robot learning – mỗi lần như vậy tôi phải mở rộng một vùng tri thức mới. Nhưng chính những lần rời khỏi vùng an toàn đó đã giúp mình trưởng thành, mở rộng năng lực nghiên cứu”, anh chia sẻ.

Hơn một thập kỷ qua, hành trình khoa học của anh trải dài qua nhiều quốc gia, nhiều nền văn hóa, nhiều hệ sinh thái nghiên cứu. Và mỗi lần dịch chuyển ấy, theo Minh, đều giúp anh đặt công việc của mình trong bối cảnh lớn của khoa học thế giới.

Một trong những dấu ấn khoa học nổi bật của Thiên Minh là công trình “Dung hợp cảm biến đa mô hình cho nhận thức robot”, công bố trên tạp chí IEEE Transactions on Robotics. Nghiên cứu này giải quyết một trong những thách thức cốt lõi của robot tự hành: làm thế nào để robot có thể “nhìn” và “hiểu” môi trường xung quanh một cách chính xác và ổn định.

Robot hiện đại sử dụng nhiều loại cảm biến khác nhau như camera, LiDAR, IMU, hoặc các cảm biến hạ tầng như UWB và GPS. Tuy nhiên, mỗi loại cảm biến đều có giới hạn riêng. Công trình của Minh đề xuất phương pháp dung hợp dữ liệu cảm biến – kết hợp thông tin từ nhiều nguồn để tạo ra hệ thống định vị và nhận thức không gian chính xác hơn.

Từ mô hình dung hợp rời rạc truyền thống, anh phát triển hướng tiếp cận mới với SLICT – dung hợp cảm biến theo thời gian liên tục, mở ra nhiều khả năng cải thiện độ ổn định và độ chính xác của robot trong môi trường phức tạp. “Khi tốt nghiệp PhD, tôi nhận ra rằng: mình có thể điều khiển robot rất tốt trên lý thuyết. Nhưng nếu robot không “nhìn” và “hiểu” được thế giới, thì mọi giải thuật điều khiển dù tốt đến đâu cũng chỉ là một lâu đài trên cát”, anh nói.

“Thành công đó tiếp thêm động lực để tôi dấn thân vào khoa học robot, đặc biệt là robot learning - robot học. Tôi bước vào các mảng nghiên cứu lĩnh vực này đều xuất phát từ một quan tâm chính là làm sao để robot thực hiện một tác vụ khó, vượt qua khả năng bình thường của con người”, TS. Nguyễn Phạm Nhất Thiên Minh.

Nhận ra khoảng trống đó, anh bắt đầu tự học lĩnh vực dung hợp cảm biến – một mảng mà nhóm nghiên cứu của anh khi đó chưa ai thực sự chuyên sâu. Trong gần nửa năm, Minh tự học lại toàn bộ lý thuyết toán học liên quan, mày mò từng dòng mã nguồn của các hệ thống định vị sẵn có, tháo rời từng mô-đun để kiểm chứng nguyên lý. Kết quả là phương pháp VIRAL Fusion – kết hợp dữ liệu thị giác, quán tính, khoảng cách và LiDAR, sử dụng mô hình thời gian liên tục thay cho thời gian rời rạc truyền thống.

Những phương pháp này giúp robot định vị chính xác hơn trong các môi trường khó khăn, chẳng hạn như khi ánh sáng yếu, tín hiệu GPS không ổn định hoặc không gian có nhiều vật cản. “Bài báo “Dung hợp cảm biến đa mô hình cho nhận thức robot”, ra đời tôi xem như một bài tập “vỡ lòng” cho bản thân khi bước chân vào mảng nhận thức robot”, anh chia sẻ.

Theo Minh, khoa học không hề khô khan như nhiều người tưởng. Trong phòng thí nghiệm, đôi khi có những khoảnh khắc đặc biệt – khi một nhà nghiên cứu tìm ra lời giải cho một bài toán mà trước đó chưa ai giải được. “Có những lúc mình tìm ra một công thức mới và nhận ra rằng trong suốt lịch sử nhân loại chưa có ai nghĩ ra cách làm này. Cảm giác đó thực sự rất ngây ngất. Trong đời mỗi người có mấy khoảnh khắc “eureka” như vậy?”, anh dí dỏm nói.

Anh cho rằng, thách thức lớn nhất của một nhà nghiên cứu trẻ không chỉ là tri thức, mà còn là mạng lưới hợp tác. Trong ngành robot, sinh viên và nhà khoa học Việt Nam ở nước ngoài vẫn là một nhóm nhỏ. Điều đó khiến việc kết nối và hợp tác đôi khi khó khăn hơn so với những cộng đồng khoa học lớn. Chính vì vậy, anh luôn khuyến khích các nhà nghiên cứu trẻ chủ động xây dựng mạng lưới học thuật ngay từ đầu.

Theo anh, ba yếu tố quan trọng nhất để một người trẻ có thể vươn lên trong khoa học là đam mê, định hướng và mạng lưới hợp tác. “Đam mê là cái gốc của sự thành công. Định hướng giúp mình biết phải đi đâu. Và mạng lưới hợp tác giúp mình đi nhanh hơn”, anh nói.

Ở góc nhìn rộng hơn, anh Minh cho rằng Việt Nam hoàn toàn có cơ hội tạo ra những công trình robot có giá trị quốc tế. Một trong những hướng khả thi là xây dựng các bộ dữ liệu robot đặc thù cho môi trường Việt Nam, đặc biệt trong các đô thị đông đúc và phức tạp. Những dữ liệu này có thể trở thành nền tảng cho các nghiên cứu về robot learning và hệ thống tự hành, từ đó mở ra nhiều công bố khoa học và ứng dụng thực tiễn.

Là một nhà khoa học Việt Nam đang làm việc trong hệ sinh thái nghiên cứu hàng đầu thế giới, Thiên Minh luôn đau đáu câu hỏi: làm thế nào để những tri thức mình tích lũy được có thể quay trở lại đóng góp cho quê hương. Anh chia sẻ, những ngày đầu bước vào môi trường khoa học quốc tế, bản thân từng mang nỗi lo sợ rằng mình không đủ tốt và có thể “làm mất mặt” sinh viên Việt Nam trên đấu trường học thuật toàn cầu.

“Được chọn vào Top 19 đề cử Gương mặt trẻ Việt Nam tiêu biểu 2025 là niềm vinh dự lớn đối với bản thân và gia đình tôi. Tôi đặc biệt vui mừng khi có cơ hội đại diện cho các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực robot và tự động hóa nằm trong 11 nhóm công nghệ chiến lược theo Quyết định 1131 do Chính phủ ban hành. Tôi hy vọng lĩnh vực này sẽ nhận được nhiều sự quan tâm hơn từ công chúng, cũng như có thêm nhiều nguồn đầu tư và nhân lực trẻ theo đuổi nghiên cứu trong thời gian tới”, TS. Nguyễn Phạm Nhất Thiên Minh

Thế nhưng, qua từng chặng đường của hành trình nghiên cứu, từ những công trình khoa học được cộng đồng quốc tế ghi nhận đến những lần hợp tác với các nhà khoa học hàng đầu, anh dần nhận ra một điều quan trọng: giới hạn lớn nhất của mỗi người không nằm ở xuất phát điểm, mà nằm ở niềm tin và sự bền bỉ theo đuổi con đường đã chọn.

Chính vì vậy, tiến sĩ trẻ mong muốn kết nối nhiều hơn với cộng đồng khoa học trong nước, chia sẻ kinh nghiệm nghiên cứu quốc tế và truyền cảm hứng cho các sinh viên theo đuổi lĩnh vực Robot – Tự động hóa.

Anh cũng kỳ vọng có thể góp phần tạo ra những cầu nối học thuật giữa các nhóm nghiên cứu tại Việt Nam với những trung tâm khoa học lớn trên thế giới như Nanyang Technological University (NTU) hay University of Queensland (UQ), từ đó hình thành các dự án hợp tác trong lĩnh vực robot và trí tuệ nhân tạo, không chỉ phục vụ cho Việt Nam mà còn có giá trị ứng dụng ở quy mô toàn cầu.

“Điều có ý nghĩa nhất với tôi không phải là con đường mình đã đi dài bao nhiêu, mà là nhờ sự dẫn dắt của mình, thế hệ sau có thể rút ngắn hành trình của họ đến mức nào. Trong kỷ nguyên mà đất nước đang khát khao vươn mình bằng khoa học – công nghệ và đổi mới sáng tạo, tôi muốn đóng góp cho Việt Nam bằng tri thức, định hướng nghiên cứu, và việc mở đường cho thế hệ sau”, TS. Nguyễn Phạm Nhất Thiên Minh bày tỏ.