acecook

Các nhà khoa học Nhật Bản phát triển “hệ thống điều khiển robot dựa trên máy tính lượng tử”

Chuyển đổi số - chuyển đổi xanh
01/09/2025 15:15
Các nhà nghiên cứu cho biết, hệ thống mới cho phép robot thế hệ tiếp theo di chuyển mượt mà và thực hiện các động tác phức tạp hơn.
aa
Các nhà khoa học Nhật Bản phát triển “hệ thống điều khiển robot dựa trên máy tính lượng tử”

Các nhà khoa học Nhật Bản, hợp tác cùng Fujitsu, vừa công bố một phương pháp đột phá giúp điều khiển tư thế robot hiệu quả bằng công nghệ máy tính lượng tử.

Nhóm nghiên cứu gồm các chuyên gia từ Đại học Công nghệ Shibaura (PGS. Takuya Otani - Khoa Khoa học và Kỹ thuật Hệ thống, Phòng thí nghiệm Hệ thống Robot Con người) và Đại học Waseda (GS. Atsuo Takanishi - Khoa Khoa học và Kỹ thuật).

Phương pháp mới này cho phép tính toán nhanh và chính xác “nghịch động học” - tức là tìm góc xoay của các khớp dựa trên vị trí mong muốn của bộ phận chấp hành cuối cho robot nhiều khớp, nhờ biểu diễn vị trí bằng qubit và tận dụng hiện tượng rối lượng tử.

Khi kiểm chứng trên trình mô phỏng lượng tử của Fujitsu, hệ thống mới giúp giảm tới 43% sai số và cần ít phép tính hơn so với phương pháp truyền thống. Hiệu quả của hiện tượng rối lượng tử cũng được xác nhận thông qua thử nghiệm trên máy tính lượng tử 64 qubit do Riken (viện nghiên cứu khoa học quốc gia Nhật Bản) và Fujitsu đồng phát triển.

Các nhà khoa học Nhật Bản phát triển “hệ thống điều khiển robot dựa trên máy tính lượng tử”

Cụ thể, khi biểu diễn hướng và vị trí của từng “mắt xích” robot bằng qubit, và mô phỏng ảnh hưởng của chuyển động khớp cha lên khớp con thông qua rối lượng tử, số lượng phép tính cần thiết giảm đáng kể so với phương pháp cổ điển.

Với sự tiến bộ nhanh chóng của máy tính lượng tử, công nghệ này hứa hẹn sẽ đóng góp lớn vào việc tạo ra thế hệ robot mới có khả năng điều khiển thời gian thực và thực hiện các thao tác phức tạp.

Bước đột phá lượng tử trong tính toán tư thế robot phức tạp

Trong điều khiển tư thế robot, tính toán nghịch động học đóng vai trò then chốt. Với robot nhiều khớp, số lượng tổ hợp góc có thể xảy ra là cực lớn, đòi hỏi phải lặp đi lặp lại phép tính để giảm sai lệch so với vị trí mục tiêu - điều này tạo ra khối lượng tính toán rất nặng.

Với mô hình toàn thân gồm 17 khớp (tương đương số khớp ở cơ thể người), số phép tính cần thiết quá khổng lồ để giải trực tiếp. Thông thường, các nhà nghiên cứu chỉ mô phỏng khoảng 7 khớp để giảm tải, nhưng điều này lại giới hạn độ mượt của chuyển động.

Trong nghiên cứu này, nhóm đã đề xuất một phương pháp mới kết hợp sức mạnh của máy tính lượng tử. Hướng và vị trí của từng bộ phận robot được biểu diễn bằng qubit, và động học thuận (tính vị trí từ góc khớp) được xử lý trên mạch lượng tử.

Tính toán nghịch động học vẫn được thực hiện trên máy tính cổ điển, tạo nên cách tiếp cận lai lượng tử cổ điển, giúp điều khiển tư thế robot hiệu quả hơn.

Rối lượng tử giúp tăng tốc và nâng độ chính xác

Nhờ đưa hiện tượng rối lượng tử vào mô phỏng, cấu trúc “khớp cha ảnh hưởng tự nhiên đến khớp con” được tái tạo trên mạch lượng tử.

Điều này giúp tăng tốc độ hội tụ và nâng độ chính xác của phép tính nghịch động học. Thử nghiệm còn cho thấy, các phép tính cho mô hình 17 khớp có thể hoàn tất trong khoảng 30 phút.

Ứng dụng tiềm năng cho robot hình người và robot đa khớp

Phương pháp này có thể mô tả tư thế robot nhiều khớp với ít qubit, nên hoàn toàn khả thi ngay cả trên các máy tính lượng tử quy mô trung bình hiện tại (NISQ).

Trong tương lai, công nghệ này có thể được ứng dụng vào điều khiển thời gian thực cho robot hình người, tay máy đa khớp, tránh va chạm, tối ưu năng lượng, và còn có thể nâng hiệu suất hơn nữa nếu kết hợp với các thuật toán lượng tử tiên tiến như biến đổi Fourier lượng tử.

Theo Robotics & Automation News

tudonghoangaynay.vn
vaa
Tin bài khác
Bà Lâm Thị Phương Thanh làm Thứ trưởng Thường trực Bộ VHTT&DL

Bà Lâm Thị Phương Thanh làm Thứ trưởng Thường trực Bộ VHTT&DL

Thủ tướng Chính phủ có các Quyết định về việc tiếp nhận, bổ nhiệm Thứ trưởng Thường trực Bộ VHTT&DL; phê chuẩn kết quả bầu chức vụ Phó Chủ tịch UBND tỉnh Điện Biên.
Học viện Chính trị quốc gia Hồ Chí Minh có tân Phó giám đốc

Học viện Chính trị quốc gia Hồ Chí Minh có tân Phó giám đốc

Thứ trưởng Thường trực Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch Lê Hải Bình giữ chức Phó Giám đốc Học viện Chính trị quốc gia Hồ Chí Minh, theo quyết định của Bộ Chính trị.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/1/2026: Tuổi Ngọ vận trình giảm sút, tuổi Hợi thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/1/2026: Tuổi Ngọ vận trình giảm sút, tuổi Hợi thuận lợi

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 1/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
VN-Index kết thúc năm 2025 tại 1.784 điểm, tăng mạnh nhất 8 năm

VN-Index kết thúc năm 2025 tại 1.784 điểm, tăng mạnh nhất 8 năm

Thị trường chứng khoán Việt Nam kết thúc năm 2025 bằng phiên tăng điểm thứ ba liên tiếp, đưa VN-Index chốt phiên cuối năm tại 1.784 điểm. Với mức tăng hơn 40% trong cả năm, đây được xem là giai đoạn tăng trưởng tích cực nhất của thị trường kể từ năm 2017.
Trình diễn công nghệ

Trình diễn công nghệ 'xem được, chạm được, kiểm chứng được' tại Make in Vietnam 2025

Trong khuôn khổ Diễn đàn Make in Vietnam 2025 do Bộ KH&CN tổ chức chiều 30/12 tại Trung tâm Hội nghị VinPalace Cổ Loa (xã Đông Anh, TP. Hà Nội) đã diễn ra hoạt động trình diễn công nghệ theo các kịch bản thực tế.
Doanh nghiệp công nghệ Việt sáng tạo và làm chủ công nghệ lõi, khẳng định vị thế trên trường quốc tế

Doanh nghiệp công nghệ Việt sáng tạo và làm chủ công nghệ lõi, khẳng định vị thế trên trường quốc tế

Chiều 30/12, Diễn đàn quốc gia về phát triển doanh nghiệp công nghệ số Việt Nam 2025 (Make in Vietnam 2025) do Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) tổ chức, đã diễn ra thành công.
Nhận định phiên giao dịch ngày 31/12: Duy trì tỷ trọng đối với những mã đang khả dụng

Nhận định phiên giao dịch ngày 31/12: Duy trì tỷ trọng đối với những mã đang khả dụng

Phiên giao dịch ngày 30/12 khép lại với diễn biến tích cực khi VN-Index duy trì đà tăng và dòng tiền có dấu hiệu lan tỏa, cho thấy tâm lý nhà đầu tư dần ổn định. Trong bối cảnh thị trường bước vào giai đoạn giằng co, tích lũy, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư duy trì tỷ trọng hợp lý ở những mã đang trong xu hướng hồi phục và thu hút dòng tiền.
Nâng cao năng lực cho các tổ chức nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ công lập

Nâng cao năng lực cho các tổ chức nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ công lập

Phó Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Chí Dũng ký Quyết định số 2813/QĐ-TTg phê duyệt Chương trình nâng cao năng lực cho các tổ chức nghiên cứu khoa học, tổ chức nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ công lập giai đoạn 2025-2030 (Chương trình).
Hỗ trợ phụ nữ yếu thế trong thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh

Hỗ trợ phụ nữ yếu thế trong thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh

Việc hỗ trợ giúp nâng cao nhận thức và tiềm lực kinh tế cho phụ nữ vùng sâu, vùng xa, vùng kinh tế đặc biệt khó khăn, kiến tạo sự bình đẳng giới bền vững trong cộng đồng. Đây là vấn đề đang được nhiều tổ chức, đơn vị trong và ngoài nước hướng tới.
Bộ Khoa học và Công nghệ ghi nhận kết quả triển khai 5G quy mô lớn của Viettel

Bộ Khoa học và Công nghệ ghi nhận kết quả triển khai 5G quy mô lớn của Viettel

Trong chưa đầy 10 tháng, Viettel đã triển khai hơn 20.700 trạm vô tuyến 5G trên toàn quốc, trong đó có hơn 2.000 trạm “Make in Vietnam”, hoàn thành các chỉ tiêu được giao sớm gần ba tuần và được Bộ Khoa học và Công nghệ ghi nhận kết quả.
song-gia-tri