Tiếp cận cách mạng công nghiệp 4.0 ở khoa Cơ - Điện tử

64
NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI Kỹ thuật - Công nghệ
Tạp chí 
Kinh doanh và Công nghệ
Số 01/2019
1. Một số vấn đề cơ bản về cách 
mạng 4.0
Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, 
hay thường gọi ngắn gọn là cách mạng 
4.0, đang diễn ra mạnh mẽ không chỉ ở 
những nước phát triển, mà cũng tác động 
mạnh đến nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội ở 
nước ta. Klaus Schwab, người sáng lập và 
đồng thời là Chủ tịch điều hành Diễn đàn 
Kinh tế thế giới giải thích như sau:
“Cuộc cách mạng công nghiệp đầu 
tiên sử dụng năng lượng nước và hơi nước 
để cơ giới hóa sản xuất. Cuộc cách mạng 
lần thứ hai sử dụng điện năng để sản xuất 
hàng loạt. Cuộc cách mạng lần thứ ba sử 
dụng điện tử và công nghệ thông tin để tự 
động hóa sản xuất. Hiện nay, bắt đầu từ 
giữa thế kỷ trước, cuộc cách mạng công 
nghiệp lần thứ tư, cách mạng số, đang nảy 
nở từ cuộc cách mạng lần ba. Đặc trưng 
của nó là kết hợp các công nghệ lại với 
nhau, làm mờ ranh giới giữa các lĩnh vực 
vật lý, kỹ thuật số và sinh học” 
Không đi sâu vào tất cả các vấn đề 
của cách mạng 4.0, dưới đây chỉ giới hạn 
xem xét một số vấn đề cơ bản của nó.
Trước hết, về kỹ thuật số. Đây là cơ 
sở kỹ thuật cho sự phát triển của nhiều 
lĩnh vực quan trọng khác, trong đó có 
ngành Cơ điện tử và Ô tô. Kỹ thuật số bao 
hàm ba bộ phận chủ yếu là dữ liệu lớn, trí 
tuệ nhân tạo và Internet kết nối vạn vật1. 
Dữ liệu lớn (Big data) là một bộ phận 
rất cần thiết cho những công việc hoặc máy 
móc cần được xử lý bằng một tập hợp dữ 
liệu có dung lượng rất lớn. Ví dụ như trang 
bán hàng trực tuyến toàn cầu, việc mô tả 
và nghiên cứu các hiện tượng trong vũ trụ, 
điều khiển hệ thống robot nhận dạng tiếng 
nói và hoặc hình ảnh được phối hợp với 
TIẾP CẬN CÁCH MẠNG CÔNG NGHIỆP 4.0
Ở KHOA CƠ - ĐIỆN TỬ
GS.TSKH. Phạm Sỹ Tiến *
Tóm tắt: Cách mạng công nghiệp lần thứ tư (cách mạng 4.0) đang tác động đến 
tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội, trong đó có hoạt động đào tạo ngành Cơ điện 
tử và ngành Ô tô. Khoa Cơ - Điện tử của Trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ 
Hà Nội tích cực triển khai nội dung đào tạo hai ngành này theo xu hướng tiếp cận cuộc 
cách mạng 4.0.
Từ khóa: Cách mạng 4.0, cơ - điện tử, trí tuệ nhân tạo, internet kết nối vạn vật.
Abstract: The fourth industrial revolution (Revolution 4.0) has been exerting 
influence on all the aspects of social life, including the training of the mechatronics 
and the automotive sectors. Mechatronics Faculty of Hanoi University of Business 
and Technology has been actively developing the programs of these two areas in line 
with the approaches to the fourth revolution.
Key words: The fourth industrial revolution, mechatronics, artificial intelligence, 
internet of things.
* Chủ nhiệm khoa, Cơ – Điện tử
Trường Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội.
65
Kỹ thuật - Công nghệ NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI
Tạp chí 
Kinh doanh và Công nghệ
Số 01/2019
khoa học trí tuệ nhân tạo, điều khiển hệ 
thống xe tự lái trong thành phố hay liên 
tỉnh, liên quốc gia,
Theo Intel, hiện nay cứ 11 giây thế 
giới tạo ra 1 petabyte (PB) dữ liệu. Để 
thấy mức độ lớn của nó, ta hãy so với 
terabyte (TB) và gigabyte (GB) như sau: 
1 PB = 1.024 TB và 1 TB = 1024 GB 
 1 PB = 1.048.576 GB.
Một máy labtop lọai khá tốt hiện nay 
có dung lượng khoảng 300 GB, thì 1 PB 
có dung lượng bằng dung lượng 3.495 
labtop.
Để phục vụ các doanh nghiệp lớn, 
người ta đã xây dựng nên ngành công 
nghiệp Big data dưới dạng các trung tâm 
Big data. Trang bán hàng trực tuyến eBay 
cần sự hỗ trợ của hai trung tâm Big data 
với dung lượng lên đến 40 PB. Hai trung 
tâm này mới đủ dung lượng chứa và xử lý 
các thông tin của khách hàng và của hàng 
hóa hiện doanh nghiệp đang có. Trên cơ 
sở các thông tin, người ta phát triển các 
dạng xử lý mới đòi hỏi dung lượng cực 
lớn để có thể đưa ra quyết định kịp thời, 
tối ưu hóa các quy trình làm việc. 
Trí tuệ nhân tạo (Artificial 
Intelligence - AI) cũng là một bộ phận 
quan trọng của lĩnh vực kỹ thuật số. Trí 
tuệ nhân tạo có thể hiểu đơn giản là trí 
tuệ của máy móc do con người lập trình 
nên nhằm giúp máy móc có thể học hỏi, 
từ đó tự động hóa các hành vi như con 
người, có thể tự lập luận để giải quyết 
vấn đề, biết giao tiếp do hiểu ngôn ngữ, 
tiếng nói, biết học và tự thích nghi. 
AI đang được ứng dụng ở một số lĩnh 
vực trong đời sống, như giao thông, y tế, 
an ninh, quốc phòng, ngân hàng, thiết bị 
gia dụng, kiến trúc, nông nghiệp, thời 
trang, ẩm thực, âm nhạc,
Internet kết nối vạn vật (Internet of 
Things - IoT) là một tập hợp các thiết bị 
có khả năng kết nối với nhau, với Internet 
và với thế giới bên ngoài để thực hiện 
một công việc nào đó. Hiểu một cách đơn 
giản, thì IoT là tất cả các thiết bị có thể 
kết nối với nhau và việc kết nối này có 
thể thực hiện qua các phương tiện Wi-
Fi, mạng viễn thông băng rộng (3G, 4G), 
Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại,
Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết 
bị mạng hàng đầu hiện nay, dự báo đến 
năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết 
nối vào Internet. IoT sẽ là mạng khổng 
lồ kết nối tất cả mọi thứ, bao gồm cả con 
người, và sẽ tồn tại các mối quan hệ giữa 
người với người, người với thiết bị, và 
thiết bị với thiết bị. Một mạng lưới IoT có 
thể chứa 50 đến 100 nghìn tỷ đối tượng 
được kết nối và mạng lưới này có thể theo 
dõi sự di chuyển của từng đối tượng. Một 
người sống trong thành thị có thể bị bao 
bọc xung quanh từ 1.000 đến 5.000 đối 
tượng có khả năng theo dõi.
2. Khoa Cơ - Điện tử tiếp cận cách 
mạng 4.0
Hiểu và nắm được Big data, AI và IoT 
là rất cần thiết cho phát triển Cơ điện tử 
và Ô tô trong tương lai, Khoa Cơ - Điện 
tử của Trường Đại học Kinh doanh và 
Công nghệ Hà Nội khuyến khích, động 
viên giảng viên trẻ học hỏi để nắm bắt 
những kiến thức thuộc lĩnh vực kỹ thuật 
số, trong đó đặc biệt chú trọng tới trí tuệ 
nhân tạo. So với những vấn đề thuộc lĩnh 
vực kỹ thuật số thì lĩnh vực vật lý lại là 
yêu cầu trước mắt đối với các ngành đào 
tạo do Khoa phụ trách.
Lĩnh vực vật lý bao gồm robot thế hệ 
mới, công nghệ in 3D, xe tự lái, các vật liệu 
mới và công nghệ nano. Trong thời gian 
qua, Khoa Cơ - Điện tử đã tiếp cận robot 
thế hệ mới, công nghệ in 3D và xe tự lái. 
66
NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI Kỹ thuật - Công nghệ
Tạp chí 
Kinh doanh và Công nghệ
Số 01/2019
Robot thế hệ mới 
Ngày nay robot đã khá quen thuộc 
với nhiều ngành sản xuất, dịch vụ và đời 
sống. Robot là một hệ thống cơ khí - điện 
tử có thể thực hiện những công việc khác 
nhau nhờ sự điều khiển của máy tính hoặc 
các vi mạch điện tử đã được lập trình gắn 
trong robot. Hình dáng bên ngoài của 
robot rất đa dạng, nhưng cách thức điều 
khiển để robot hoạt động mới quan trọng. 
Robot công nghiệp hỗ trợ con người rất 
nhiều trong sản xuất, nâng cao độ chính 
xác, hiệu suất, tránh độc hại. Robot thế hệ 
mới có khả năng đưa ra các lựa chọn, các 
phản ứng qua tiếng nói, so sánh hình ảnh 
và phản ứng lại bằng tiếng nói hoặc bằng 
chuyển động cơ học. Nhờ lưu giữ các dữ 
liệu lớn về kinh nghiệm của con người, 
robot thế hệ mới đạt trình độ có thể đưa 
ra các quyết định tối ưu, như trong đánh 
cờ, chẩn đoán bệnh, v.v. Robot nào có khả 
năng đưa ra càng nhiều lựa chọn để giải 
quyết một vấn đề thì càng được đánh giá 
là thông minh.
Với hạn chế về số nhân lực và tài chính, 
Khoa Cơ - Điện tử tiếp cận robot thế hệ mới 
từ loại robot đơn giản và tiến dần lên mức 
thông minh nhận dạng một số câu nói đơn 
giản. Năm 2002, giảng viên trẻ của Khoa đã 
sáng tạo robot vũ công để dự thi Robocon 
Techshow tại TP Hồ Chí Minh và đã đoạt 
giải trong hạng mục Robot giải trí. Các 
robot này nhảy múa theo nhóm liên hệ với 
nhau để thực hiện cùng nhịp điệu.
Robot Sophia, được cấp quyền công 
dân tại A Rập Saudi, đã có thể tự giao tiếp 
với con người và không ngừng học hỏi để 
có thể bổ sung vốn kiến thức của mình, 
là một ví dụ về robot tích hợp trí tuệ nhân 
tạo có thể học hỏi với tốc độ học hỏi của 
con người.
Robot vũ công của Khoa Cơ - Điện 
tử dự triển lãm Robocon Techshow 2012 
tại TP Hồ Chí Minh, đoạt Giải nhất Công 
nghệ giải trí. 
67
Kỹ thuật - Công nghệ NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI
Tạp chí 
Kinh doanh và Công nghệ
Số 01/2019
Mục tiêu của Khoa Cơ - Điện tử là 
ứng dụng kiến thức trong giảng dạy, huy 
động sinh viên tham gia chế tạo và vận 
hành một số robot có thể được thị trường 
chấp nhận với giá hợp lý. Bước đầu đó 
chỉ là những robot trả lời những câu hỏi 
được “mớm” dạy trước, chưa thể tự suy 
nghĩ trả lời nhiều vấn đề. 
Song song với nghiên cứu chế tạo 
robot nhận dạng tiếng nói, Khoa cũng 
nghiên cứu Robot nhận dạng hình ảnh.
Hiện tại, giảng viên trong Khoa đang 
nghiên cứu chế tạo thử robot có thể nhận 
dạng tiếng nói, trả lời những câu hỏi liên 
quan đến lịch sử của Trường Đại học Kinh 
doanh và Công nghệ Hà Nội, giới thiệu 
các ngành đào tạo thuộc các khoa, cũng 
như tiêu chuẩn tuyển sinh của trường.
Bước tiếp theo, Khoa dự định nghiên 
cứu chế tạo robot phục vụ nhà hàng, có 
thể mời chào khách hàng, trả lời khách 
hàng, bưng bê thức ăn, đồ uống đến khách 
hàng, v.v. Những vấn đề này không mới 
đối với thế giới và ngay cả đối với nước 
ta, nhưng với quan niệm nếu không bắt 
tay nghiên cứu từ đơn giản thì kiến thức 
giảng dạy chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết. 
Càng thực hiện nghiên cứu, thực hành, 
sinh viên càng hào hứng học tập. Được 
thị trường chấp nhận mới là kết quả cuối 
cùng của những nghiên cứu ứng dụng 
của Khoa và chỉ trên cơ sở đó, thì những 
nghiên cứu trình độ cao hơn mới có điều 
kiện thực hiện.
Công nghệ in 3D
Cùng với robot thế hệ mới, Khoa Cơ 
- Điện tử đã tiếp cận và dần dần đi sâu 
vào công nghệ in ba chiều, gọi tắt là in 
3D. Đây cũng là một thành tố quan trọng 
của lĩnh vực vật lý thuộc cách mạng 4.0. 
Theo nhận định của nhiều nhà khoa học - 
công nghệ, thì in 3D là “chìa khóa” công 
nghệ cho tương lai đối với nhiều doanh 
nghiệp và tăng tính cạnh tranh của sản 
phẩm mang thương hiệu quốc gia.
In 3D hoạt động theo nguyên tắc đắp 
từng lớp vật liệu từ dưới lên trên để tạo 
thành một vật thể. Việc đắp từng lớp được 
điều khiển theo các dữ liệu do thiết kế 3D 
trên máy tính. Dữ liệu đó cũng có thể thu 
được từ máy scan. 
Công nghệ in 3D được ứng dụng rất 
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, như công 
nghiệp chế tạo các bộ phận của tên lửa, 
máy bay, xe hơi; chế tạo đồ gia dụng; 
trong kiến trúc, y tế, thời trang, công nghệ 
thực phẩm và trong giáo dục. Tuy nhiên, 
việc tạo mẫu vẫn là một ứng dụng thực tế 
nhất hiện nay của công nghệ in 3D.
Trong y tế, máy scan cắt lớp đã khá 
thông dụng. Máy scan cắt lớp cho bác sĩ 
hình ảnh phẳng theo từng lớp mỏng. Nếu 
ta xếp các hình cắt lớp đó liền nhau thì sẽ 
được toàn cảnh ba chiều của cơ thể hoặc 
một bộ phận cơ thể cần nghiên cứu để 
chữa trị. Trong in 3D, những dữ liệu thu 
được từ máy scan được lưu giữ trong máy 
tính và sẽ được sử dụng để điều khiển quá 
trình đắp từng lớp vật liệu (nhựa hay kim 
loại) để phục dựng vật thể. Máy in 3D 
có thể tạo ra bất cứ mô hình 3D của vật 
thể nào trong thực tế hoặc của cơ thể con 
người, cũng như các sản phẩm có hình 
dạng cấu trúc phức tạp, như vật thể rỗng, 
có nhiều lỗ mà thiết kế 3D trên máy tính 
khó có thể thực hiện được.
Khoa Cơ - Điện tử tiếp cận công nghệ 
in 3D bằng việc nghiên cứu lắp ráp máy 
in 3D, cải tiến hệ điều khiển của máy và 
chế thử những đồ vật dân dụng, các chi 
tiết máy trong ô tô với độ chịu nhiệt và 
độ bền cơ học cao. Điều đó đòi hỏi thử 
nghiệm chế tạo bằng các vật liệu chất dẻo 
khác nhau và chế độ nhiệt phù hợp. Khoa 
lắp ráp, chế tạo máy in 3D trước hết là 
để trang bị cho các nhóm nghiên cứu của 
68
NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI Kỹ thuật - Công nghệ
Tạp chí 
Kinh doanh và Công nghệ
Số 01/2019
Khoa, giúp họ có thể tự chủ chế tạo những 
chi tiết, đồ vật theo ý muốn về hình dáng, 
độ bền cơ học và độ chịu nhiệt, mà những 
máy in 3D của Trung Quốc bán trên thị 
trường không thể đảm bảo. Ví dụ, nhóm 
cải hoán xe lăn cơ học thành xe lăn điện 
cho người khuyết tật đã sử dụng máy in 
3D để chủ động thử nghiệm chế tạo vành 
bánh xe nhỏ gọn và nhẹ, đồng thời đảm 
bảo độ bền, độ cứng vững của xe. Hơn 
nữa, một số máy in 3D do giảng viên của 
Khoa chế tạo đã được một số cơ quan 
chấp nhận mua vì chất lượng máy tốt và 
giá cả hợp lý. Khoa phấn đấu đưa máy in 
3D trở thành một mặt hàng cung cấp cho 
thị trường.
Trong lĩnh vực công nghệ in 3D, 
Khoa mong muốn được trang bị máy 
scan 3D để chế tạo các chi tiết phức tạp 
nhanh hơn. Hiện tại việc in 3D của Khoa 
mới thực hiện in với vật liệu nhựa chất 
dẻo cứng. Khi có nhu cầu sản xuất hàng 
loạt vật thể, chi tiết kim loại, Khoa mong 
muốn được đầu tư hệ thống in 3D vật liệu 
kim loại. Khi đó có thể hợp tác với một số 
doanh nghiệp công nghiệp phụ trợ. 
Xe tự lái
Sự phát triển của Big data, máy tính, 
cảm biến và dữ liệu đám mây, trí tuệ nhân 
tạo đã cho phép xe tự lái và hệ thống giao 
thông thông minh hình thành ở một số 
nước phát triển. Đây là lĩnh vực yêu cầu 
trình độ khoa học, công nghệ cao. Bộ môn 
Ô tô thuộc Khoa Cơ - Điện tử mới tiếp 
cận xe tự lái trong việc hợp tác nghiên 
cứu với các doanh nghiệp lớn. Tuy nhiên, 
trong chương trình đào tạo chuyên ngành 
Cơ điện tử Ô tô, sinh viên được truyền 
thụ kiến thức về ô tô điện, xe tự lái và 
hệ thống điều khiển thông minh. Khoa 
khuyến khích và hỗ trợ sinh viên tham gia 
cuộc thi xe tự lái thông minh.
Hợp tác trong trường để bắt kịp cách 
mạng công nghiệp 4.0
Cách mạng công nghiệp 4.0 sẽ 
làm thay đổi thị trường lao động. Rất 
nhiều công việc trong ngành ngân hàng, 
marketing, sẽ chuyển sang sử dụng 
máy móc và thiết bị hiện đại thay cho con 
người. Nhiều ngành sẽ cần thay đổi kiến 
Chủ tịch nước Trương Tấn Sang thăm 
sinh viên Phòng thực hành Cơ điện tử 
 lắp máy in 3D.
Vành bánh xe của xe lăn được in 3D 
bằng nhựa cứng thay thế vành nhôm.
69
Kỹ thuật - Công nghệ NGHIÊN CỨU TRAO ĐỔI
Tạp chí 
Kinh doanh và Công nghệ
Số 01/2019
thức và kỹ năng trang bị cho sinh viên, 
đồng thời phải trang bị thêm kỹ năng 
mềm cho sinh viên. Trường đại học truyền 
thống sẽ phải cạnh tranh với hệ thống đào 
tạo online.
Trường Đại học Kinh doanh và Công 
nghệ Hà Nội là một trường đa ngành. 
Cách mạng công nghiệp 4.0 đặt ra nhiều 
vấn đề mới, nhưng đó cũng là thời cơ để 
trường có thể tiến nhanh hơn, mau chóng 
cập nhật tiến bộ khoa học - công nghệ. 
Gần đây một trong những yếu tố làm cho 
thành tựu của Trường Đại học Duy Tân 
được đánh giá cao có lẽ là do trường có 
những ngành đào tạo nhằm bặt kịp cách 
mạng 4.0, trong đó có Trung tâm Nghiên 
cứu trí tuệ nhân tạo mà nhiều trường kỹ 
thuật truyền thống chưa có. Một bệnh 
viện ở tỉnh Phú Thọ đã ứng dụng trí tuệ 
nhân tạo trong chẩn đoán bệnh, nên dù 
chưa nổi tiếng, nhưng bệnh viện có thể 
tiến nhanh theo con đường hiện đại. Chỉ 
những chuyên gia trong từng lĩnh vực 
chuyên môn mới có thể hiểu sự cần thiết 
trong lĩnh vực của mình khi hoạt động 
trong điều kiện cách mạng 4.0. Các ngành 
đào tạo khác nhau thuộc các khối Kinh tế 
kinh doanh, Kỹ thuật - công nghệ, Chăm 
sóc và bảo vệ sức khỏe, Ngôn ngữ của 
trường ta sẽ tự nhận biết được sự tác động 
của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 
tư tới lĩnh vực chuyên môn của mình như 
thế nào. Và đó chính là cơ hội để các 
khoa, các đơn vị cùng nhau trao đổi, thảo 
luận, nhằm nắm bắt nhu cầu, khả năng 
của nhau, để cùng nhau hợp tác, tạo nên 
sức mạnh tổng hợp của một trường đại 
học đa ngành, đa cấp.
Tài liệu tham khảo:
1. Big Data là gì và người ta khai thác, ứng dụng nó vào cuộc sống như thế 
nào? https://tinhte.vn/threads/big-data-la-gi-va-nguoi-ta-khai-thac-ung-dung-no-vao-
cuoc-song-nhu-the-nao.2210939/ 
2. Trí tuệ nhân tạo là gì? Nguồn gốc và một số ứng dụng của trí tuệ nhân tạo trong 
thực tiễn. 
va-mot-so-ung-dung-cua-tri-tue-nhan-tao-trong-t/1321 
3. Internet of things là gì?  
4. Cách mạng 4.0: Phương tiện không người lái, tàu chạy không đường ray. 
nguoi-lai--tau-chay-khong-duong-ray.aspx