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
mca
Tin bài khác
Formosa Smart Energy đang đóng góp vào giảm phát thải carbon và kinh tế tuần hoàn như thế nào?

Formosa Smart Energy đang đóng góp vào giảm phát thải carbon và kinh tế tuần hoàn như thế nào?

Tại Tuần lễ Năng lượng Thông minh Quốc tế Đài Loan (Energy Taiwan 2025) và Triển lãm Phát triển Bền vững Đài Loan (Net-Zero Taiwan) do TAITRA và GESA (thuộc SEMI) đồng tổ chức, Formosa Smart Energy (FSE) - thành viên của Tập đoàn Formosa Plastics đã cho thấy khả năng đóng góp vào mục tiêu giảm phát thải CO₂ và xây dựng nền kinh tế tuần hoàn.
Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Đột phá gel điện giải fluor hóa: Pin xe điện bền bỉ suốt 9.000 giờ

Các nhà khoa học tại Đại học Nankai (Trung Quốc) vừa công bố một bước đột phá trong công nghệ pin lithium kim loại, mở ra triển vọng cho các xe điện thế hệ mới với tuổi thọ bền bỉ, độ an toàn cao và hiệu suất vượt trội. Nhờ gel điện giải eutectic fluor hóa (DEGE), nhóm nghiên cứu đã khắc phục đồng thời ba điểm yếu cố hữu của pin lithium: giao diện không ổn định, hình thành gai lithium và rủi ro nhiệt.
Sản phẩm công nghệ thông minh khẳng định vị thế doanh nghiệp Việt

Sản phẩm công nghệ thông minh khẳng định vị thế doanh nghiệp Việt

Trong khuôn khổ Hội chợ Mùa thu 2025, các thiết bị khoa học và sáng chế công nghệ thông minh đóng vai trò quan trọng, thể hiện cam kết của Việt Nam trong việc thúc đẩy đổi mới sáng tạo và phát triển bền vững.
Các nhà mạng bảo đảm thông tin liên lạc thông suốt giữa "rốn lũ" miền Trung

Các nhà mạng bảo đảm thông tin liên lạc thông suốt giữa "rốn lũ" miền Trung

Mưa lũ dữ dội bao trùm miền Trung những ngày qua không chỉ gây thiệt hại lớn về tài sản, hạ tầng mà còn đe dọa hệ thống thông tin liên lạc. Trước thử thách đó, các nhà mạng lớn như Viettel, VNPT và MobiFone đã đồng loạt kích hoạt phương án ứng cứu, dốc toàn lực bảo vệ mạng lưới, bảo đảm "mạch máu thông tin" không bị gián đoạn giữa vùng tâm lũ.
Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế: Điểm sáng công nghệ, mở đường cho hợp tác Việt - Trung

Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế: Điểm sáng công nghệ, mở đường cho hợp tác Việt - Trung

Triển lãm Máy Nông nghiệp Quốc tế vừa qua đã khép lại với những con số ấn tượng, khẳng định vị thế là một sự kiện quan trọng của ngành. Với quy mô 250.000m², sự kiện đã thu hút sự tham gia của 2.500 doanh nghiệp, trở thành một sàn diễn công nghệ quy mô lớn.
Thị trường chứng khoán ngày 31/10: Cổ phiếu “họ Vin” tiếp tục bị bán mạnh, VN Index “sập” gần 30 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 31/10: Cổ phiếu “họ Vin” tiếp tục bị bán mạnh, VN Index “sập” gần 30 điểm

Phiên cuối tháng 10 biến động mạnh khi VN Index giảm 29,92 điểm xuống 1.639,65 điểm. Chỉ số bị “đánh sập” chủ yếu bởi các cổ phiếu họ Vin và áp lực từ nhóm tài chính. Dòng tiền vẫn ở lại với thị trường nhưng phân hóa mạnh, khiến tâm lý nhà đầu tư thận trọng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 01/11/2025: Tuổi Tuất một ngày may mắn, Tuổi Dậu có dấu hiệu chững lại

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 01/11/2025: Tuổi Tuất một ngày may mắn, Tuổi Dậu có dấu hiệu chững lại

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 01/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
AI trong sản xuất: Giá trị lớn nhất không nằm ở ROI

AI trong sản xuất: Giá trị lớn nhất không nằm ở ROI

Trong bối cảnh sản xuất đang chuyển mình mạnh mẽ, trí tuệ nhân tạo (AI) thường được nhắc đến như “chìa khóa tiết kiệm chi phí” hay “động lực tối ưu hóa quy trình”. Tuy nhiên, việc chỉ đánh giá AI dựa trên lợi tức đầu tư (ROI) ngắn hạn lại là một góc nhìn hạn hẹp. Giá trị thực sự của AI nằm ở khả năng định hình lại văn hóa vận hành, củng cố sự nhất quán trong quy trình và trao quyền cho con người, những yếu tố tạo ra lợi thế cạnh tranh bền vững hơn rất nhiều so với con số tiết kiệm chi phí tức thời.
Sáng chế độc quyền Robot cạo mủ cao su giúp tăng năng suất và giảm tối đa sức lao động

Sáng chế độc quyền Robot cạo mủ cao su giúp tăng năng suất và giảm tối đa sức lao động

Sản phẩm Robot cạo mủ cao su do người Việt Nam làm chủ đã được nghiên cứu chế tạo, thử nghiệm, đưa vào ứng dụng thực tế tại Tổng công ty Cao su Đồng Nai.
Nhận định phiên giao dịch ngày 31/10: Cơ cấu, tiếp tục bán ra các cổ phiếu có tín hiệu suy yếu

Nhận định phiên giao dịch ngày 31/10: Cơ cấu, tiếp tục bán ra các cổ phiếu có tín hiệu suy yếu

Thị trường chứng khoán Việt Nam ngày 30/10 giảm mạnh khi áp lực bán gia tăng ở nhóm vốn hóa lớn, kéo VN-Index mất gần 17 điểm và rơi xuống dưới mốc 1.700. Trong bối cảnh thanh khoản yếu và xu hướng chưa rõ ràng, các chuyên gia khuyến nghị nhà đầu tư nên tranh thủ nhịp hồi kỹ thuật để cơ cấu danh mục, tiếp tục bán ra các cổ phiếu có tín hiệu suy yếu nhằm đưa tỷ trọng về mức an toàn.
song-gia-tri