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
Bài liên quan
mca
Tin bài khác
Ông Trương Gia Bình: Không thể giàu mạnh nếu chỉ đi làm thuê

Ông Trương Gia Bình: Không thể giàu mạnh nếu chỉ đi làm thuê

Tại Hội nghị gặp mặt doanh nghiệp, doanh nhân tiêu biểu toàn quốc chiều 9/10 ở Hà Nội, Chủ tịch HĐQT FPT Trương Gia Bình nhắc lại dấu mốc 13/10/1945 - bức thư Bác Hồ gửi giới Công Thương, coi đây là “khai sinh” cộng đồng doanh nhân Việt Nam. Từ tinh thần ấy, ông gửi “sáu lời xin” - vừa là lời cảm ơn, vừa là cam kết hành động của đội ngũ doanh nhân trong giai đoạn mới.
Tổ hợp điện khí LNG Thái Bình cung cấp 6–10 tỷ kWh/năm, thúc đẩy tăng trưởng xanh

Tổ hợp điện khí LNG Thái Bình cung cấp 6–10 tỷ kWh/năm, thúc đẩy tăng trưởng xanh

Mới đây, Công ty Cổ phần Điện khí LNG Thái Bình phối hợp cùng các bên liên quan đã tổ chức Lễ khởi công dự án Nhà máy nhiệt điện LNG Thái Bình.
Máy tính sinh học: có thể là cứu cánh cho khủng hoảng năng lượng

Máy tính sinh học: có thể là cứu cánh cho khủng hoảng năng lượng

Trong bối cảnh các doanh nghiệp công nghệ chạy đua tìm lời giải cho cơn khát năng lượng của trí tuệ nhân tạo, một hướng đi táo bạo đang dần hình thành: Máy tính sinh học sử dụng tế bào thần kinh sống làm nền tảng cho thế hệ chip mới.
Lễ hội Văn hóa Thế giới tại Hà Nội: Lan tỏa yêu thương, hướng về đồng bào vùng lũ

Lễ hội Văn hóa Thế giới tại Hà Nội: Lan tỏa yêu thương, hướng về đồng bào vùng lũ

Từ ngày 10 đến 12/10, tại Trung tâm Di sản Hoàng thành Thăng Long, Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch phối hợp với Bộ Ngoại giao và UBND thành phố Hà Nội tổ chức Lễ hội Văn hóa Thế giới tại Hà Nội lần thứ nhất.
Thông tư 34/2025: Hoàn thiện khung quản lý thị trường vàng, siết minh bạch dữ liệu

Thông tư 34/2025: Hoàn thiện khung quản lý thị trường vàng, siết minh bạch dữ liệu

Thống đốc Ngân hàng Nhà nước vừa ban hành Thông tư số 34/2025/TT-NHNN hướng dẫn một số điều của Nghị định số 24/2012/NĐ-CP ngày 03/4/2012 của Chính phủ về quản lý hoạt động kinh doanh vàng được sửa đổi, bổ sung bởi Nghị định số 232/2025/NĐ-CP.
Khi cảnh quan được hồi sinh, bất động sản sẽ lên giá

Khi cảnh quan được hồi sinh, bất động sản sẽ lên giá

Sự vào cuộc quyết liệt của Hà Nội đã mang lại những thay đổi rõ rệt khi sông Tô Lịch đang dần lấy lại màu xanh trong lành, mang đến luồng sinh khí mới cho không gian sống dọc theo dòng chảy. Cư dân khu vực lân cận, trong đó có những chủ nhân của Greenera Southmark, sẽ là những người đầu tiên tận hưởng giá trị cảnh quan và tiềm năng tăng giá bất động sản trong tương lai.
Không gian photo booth độc bản mang đậm dấu ấn Spotlight 2025 - Adastra

Không gian photo booth độc bản mang đậm dấu ấn Spotlight 2025 - Adastra

Vừa qua, tại khuôn viên Học viện Báo chí và Tuyên truyền, không gian check - in photo booth của chương trình Spotlight 2025 - Adastra chính thức được ra mắt. Hoạt động này là điểm nhấn, góp phần lan toả tinh thần “Đến với các vì sao” mà chương trình hướng tới.
Hợp tác “tam giác vàng”: Báo chí - Nghiên cứu - Giáo dục cùng kiến tạo tương lai bền vững

Hợp tác “tam giác vàng”: Báo chí - Nghiên cứu - Giáo dục cùng kiến tạo tương lai bền vững

Sáng ngày 9/10, tại Hà Nội, Trường Đại học Tài chính - Ngân hàng Hà Nội (FBU), Tạp chí Công nghiệp Nông thôn và Viện Pháp luật về Môi trường & Phát triển bền vững đã chính thức ký kết thỏa thuận hợp tác toàn diện.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/10/2025: Tuổi Tuất công việc tiến triển, tuổi Tý dễ vướng thị phi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/10/2025: Tuổi Tuất công việc tiến triển, tuổi Tý dễ vướng thị phi

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 12/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
EVNSPC tăng tốc hiện đại hóa lưới điện giai đoạn 2026-2030

EVNSPC tăng tốc hiện đại hóa lưới điện giai đoạn 2026-2030

Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVNSPC) đang từng bước chuyển đổi sang mô hình doanh nghiệp số, hướng đến lưới điện số - khách hàng số với hạ tầng quản lý hiện đại và trải nghiệm số toàn diện cho hàng triệu người dùng.
song-gia-tri