acecook

Khám phá năng lực mới của những chú chó robot

Kỹ thuật robot
05/05/2023 09:00
Tại Hội nghị quốc tế về Kỹ thuật người máy và Tự động hóa (ICRA) dự kiến diễn ra tại Luân Đôn vào tháng 5/2023, ba bài báo cáo sẽ được trình bày về năng lực mới của những chú chó robot, bao gồm dẫn bóng, bắt bóng và đi thăng bằng trên thanh gỗ mảnh.
aa

Hiện nay, robot đã trở nên dần quen thuộc với đời sống chúng ta khi mà bất cứ ai cũng có thể sở hữu cho mình một chú robot với đủ loại hình dáng và kích thước. Robot chưa cần phải thực hiện các nhiệm vụ quá cao siêu thì cũng đã đủ khiến chúng ta đi từ bất ngờ này tới bất ngờ khác về những khả năng thú vị của chúng.

Chỉ với những hoạt động mô phỏng theo cuộc sống hằng ngày của con người cũng đã có thể mở ra vô số bài toán cho các nhà nghiên cứu phát triển robot. Tại Hội nghị quốc tế về Kỹ thuật người máy và Tự động hóa (ICRA) dự kiến diễn ra tại Luân Đôn vào tháng 5/2023, ba bài báo cáo sẽ được trình bày về năng lực mới của những chú chó robot, bao gồm dẫn bóng, bắt bóng và đi thăng bằng trên thanh gỗ mảnh.

kham pha nang luc moi cua nhung chu cho robot
Hình 1. Bộ ba tài năng sắp được giới thiệu của những chú chó robot.

Dẫn bóng linh hoạt trên nhiều địa hình

Trong những năm trở lại đây, chúng ta chú ý nhiều hơn tới những chú chó robot vô cùng nổi bật đến từ hãng Sony Aibos đã tham gia vào Giải bóng đá robot toàn thế giới (RoboCup). Tuy nhiên, tiềm năng của những cầu thủ robot bốn chân này đã được các nhà khoa học khám phá ra từ cuối những năm 1990 cho đến đầu những năm 2000. Cho đến thời điểm hiện tại, chó robot đã có thể đi lại một cách thuần thục và đây là lúc để nó bắt đầu học hỏi thêm các kỹ năng mới. Trong một báo cáo sắp tới tại Hội nghị ICRA, các nhà nghiên cứu đến từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) sẽ trình bày về cách mà họ đã dạy cho chú chó robot của họ dẫn bóng qua một địa hình gồ ghề. Đây thực sự là một kỹ thuật khó ngay cả với những cầu thủ chuyên nghiệp.

kham pha nang luc moi cua nhung chu cho robot
Hình 2. Nhà nghiên cứu từ Đại học MIT và chú chó robot của họ.

Robot được đặt tên DribbleBot này có khả năng chơi bóng trên mọi địa hình từ đơn giản đến phức tạp, như sân cỏ, sân cát mịn hay thậm chí là nền tuyết. Rất nhiều vấn đề có thể được đem ra phân tích chỉ với cử động dẫn bóng sao cho thật thuần thục. Việc đi bóng thành công liên quan đến hướng điều chỉnh các động tác xoay chân sao cho tác dụng các lực một cách hợp lý vào quả bóng trong khi robot đang di chuyển, tự cân bằng cho robot và xác định vị trí thích hợp giữa robot và quả bóng. Giải quyết được các câu hỏi này, robot có thể tiến tới những mục tiêu cao hơn như điểu khiển một số đồ vật mà không chỉ riêng quả bóng nữa.

kham pha nang luc moi cua nhung chu cho robot
Hình 3. Chó robot dẫn bóng trên nền cát.

Khả năng bắt bóng chuẩn xác

Một trong những kỹ năng vô cùng ấn tượng và đầy phức tạp của động vật là kỹ năng săn mồi. Đối với động vật săn mồi, các động tác được thực hiện một cách thuần thục theo bản năng, nhận biết được sự chuyển động của con mồi với với đủ loại kích thước, theo dõi và ước tính quỹ đạo di chuyển của nó. Sau đó, chúng kích hoạt các chi trên cơ thể vào đúng vị trí hợp lý, tấn công đúng thời điểm và gần như chỉ mất vài giây để hoàn thành tất cả những việc trên. Chúng ta hãy liên tưởng đến chuyển động trên toàn bộ cơ thể con mèo khi nó thực hiện săn mồi, bằng cảm quan có thể dễ dàng nhận ra việc kết hợp các chuyển động này là vô cùng phức tạp khi áp dụng trên robot.

Vấn đề quan trọng đầu tiên mà robot phải đối mặt là làm sao để thời gian cho tất cả các cử động là ngắn nhất, đủ để nhận biết, phân tích sự chuyển động của vật thể và phản ứng lại. Để nắm bắt được các chuyển động một cách kịp thời, máy ảnh thông thường khó có thể đáp ứng được khi mà mấu chốt cần chú ý nhất chính là các thời khắc có sự chuyển động của con mồi chứ không phải là các khung hình tĩnh. Giống như mắt người, máy móc có thể hoạt động hiệu quả hơn nếu chúng chỉ xử lý những cảnh quay có sự dịch chuyển thay vì xử lý tất cả dữ liệu trong mọi khoảnh khắc. Từ đây, các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Zurich nảy ra ý tưởng thay thế camera thông thường bằng loại camera sự kiện có thể đáp ứng được các điều kiện trên. Bằng cách giảm đáng kể độ trễ khi xử lý tín hiệu nhận được so với camera truyền thống, robot phát hiện, theo dõi và ước tính vị trí của vật thể được ném từ khoảng cách 4 m và thực hiện chuyển động bắt với tốc độ lên đến 15 m/s.

kham pha nang luc moi cua nhung chu cho robot
Hình 4. Chó robot trang bị camera sự kiện và cần trục bắt bóng.

Thao tác bắt bóng của robot đã được thực hiện trong mô phỏng trên máy vi tính và thử nghiệm trong thực tế với chú robot bốn chân có tên ANYmal-C. Tỷ lệ bắt bóng thành công là 83% trong tổng số các thử nghiệm trên. Đây là một con số không hề tệ khi chú robot này mới chỉ là bản thử nghiệm đầu tiên với nhiều bộ phận chưa được tối ưu hóa hoàn toàn.

kham pha nang luc moi cua nhung chu cho robot
Hình 5. Thử nghiệm bắt bóng.

Thăng bằng trên thanh gỗ

Nếu cho rằng giữ cân bằng là một kỹ năng đơn giản với robot khi ngày nay chúng ta có thể dễ dàng trang bị cho robot bộ khung phần cứng chắc chắn, giúp robot di chuyển trên nhiều địa hình phức tạp với độ chính xác cao, thì trên thực tế việc giảm mức độ mất cân bằng và tăng khả năng lấy lại thăng bằng cho robot bốn chân vẫn còn là một câu hỏi khó với các nhà nghiên cứu. Một vấn đề mà hầu hết các robot có chân gặp phải khi giữ thăng bằng là chúng bị hạn chế về cử động ở vị trí của mắt cá chân và bàn chân. Giống như con người khi đứng bằng một chân, các chuyển động liên tục của hệ thống cơ nối từ mắt cá chân tới bàn chân và ngón chân giúp chúng ta có thể cố gắng giữ thăng bằng hết sức cho dù cũng gặp đôi chút khó khăn. Đó là lý do vì sao robot mô phỏng theo hình dáng con người hoặc động vật cũng gặp các khó khăn trong việc đi đứng.

kham pha nang luc moi cua nhung chu cho robot
Hình 6. Thử nghiệm thăng bằng trên thanh gỗ của chó robot.

Trong thử nghiệm trên, chú chó robot thực hiện việc di chuyển thăng bằng trên thanh gỗ với từng bước đi nhỏ. Tuy nhiên, những bước đi nhỏ này không phải là chìa khóa giúp cho nó giữ cân bằng, mấu chốt nằm ở các vòng quay phản lực được gắn trên lưng chú chó. Trong một cử động bước đi, robot nhấc hai chân lên khỏi mặt đất cùng một lúc và hai chân còn lại thì chạm đất. Như vậy, hai chân này là không đủ để giữ cho robot thăng bằng ổn định. Lúc này, một bộ phận mới xuất hiện với tên gọi là vòng quay phản lực sẽ hoạt động quay lên và quay xuống liên tục để tác dụng một mômen xoắn lên thân robot, độc lập với các chân của robot. Bộ phận này có chức năng tương tự như một chiếc đuôi của các loài động vậy giúp chúng củng cố sự thăng bằng cho bất kỳ chuyển động nào. Các nhà nghiên cứu đang dần cải tiến để vòng quay phản lực này ngày càng gọn nhẹ, tiến tới tích hợp vào nhiều mẫu thiết kế robot có chân, hỗ trợ chúng trong các chuyển động thăng bằng một cách hoàn chỉnh hơn.

Phạm Minh Anh (theo spectrum.ieee.org)

mca
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch ngày 9/12: VN-Index nhiều khả năng sẽ rung lắc trong các phiên tới

Nhận định phiên giao dịch ngày 9/12: VN-Index nhiều khả năng sẽ rung lắc trong các phiên tới

Thị trường chứng khoán duy trì đà tăng trong phiên 8/12, song các tín hiệu kỹ thuật cho thấy VN-Index có thể đối mặt với nhịp rung lắc khi tiến gần vùng đỉnh lịch sử. Lực cung gia tăng và tâm lý thận trọng của nhà đầu tư được dự báo sẽ khiến chỉ số biến động mạnh hơn trong các phiên tới.
Kiến trúc dữ liệu trong công nghiệp: Chìa khóa kết nối tại chỗ với đám mây cho chuyển đổi số

Kiến trúc dữ liệu trong công nghiệp: Chìa khóa kết nối tại chỗ với đám mây cho chuyển đổi số

Khi ngành sản xuất bước sâu vào kỷ nguyên Công nghiệp 4.0, dữ liệu trở thành nguồn tài nguyên chiến lược quan trọng không kém nguyên liệu hay thiết bị. Tuy nhiên, phần lớn dữ liệu trong sản xuất vẫn bị “mắc kẹt” trong các hệ thống tại chỗ cũ kỹ, khiến doanh nghiệp khó tận dụng để phân tích, dự đoán và tự động hóa. Trong bối cảnh này, kiến trúc dữ liệu lai - mô hình kết hợp xử lý tại chỗ và điện toán đám mây đang nổi lên như giải pháp tối ưu để khai thông dòng dữ liệu và mở khóa giá trị của IIoT.
Khám phá mới về di sản quân sự thời Tây Sơn

Khám phá mới về di sản quân sự thời Tây Sơn

Nhiều tư liệu kỹ thuật, khảo cứu lịch sử và phân tích của giới chuyên môn cho thấy kho vũ khí của quân đội Tây Sơn dưới thời Hoàng đế Quang Trung sở hữu những yếu tố vượt trội, đặc biệt trong cách sử dụng thuốc súng đen, diêm tiêu và hỏa dược.
Sôi động chung kết Cuộc thi Sáng tạo UAV 2025 - Cup PV GAS "Vùng trời quê hương"

Sôi động chung kết Cuộc thi Sáng tạo UAV 2025 - Cup PV GAS "Vùng trời quê hương"

Sáng 7/12, sân vận động C500 (Học viện An ninh, Hà Nội) sôi nổi hơn bao giờ hết khi Lễ bế mạc và chung kết Cuộc thi Sáng tạo UAV 2025 - Cup PV GAS “Vùng trời quê hương” diễn ra, khép lại hành trình gần ba tháng tranh tài với nhiều sáng tạo, thử thách và cảm xúc.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/12/2025: Tuổi Thân dễ gặp rắc rối, tuổi Tý phát triển thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/12/2025: Tuổi Thân dễ gặp rắc rối, tuổi Tý phát triển 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 9/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 8/12: VIC kéo chỉ số, thị trường “xanh vỏ đỏ lòng”

Thị trường chứng khoán ngày 8/12: VIC kéo chỉ số, thị trường “xanh vỏ đỏ lòng”

Dù VN Index tăng hơn 12 điểm nhờ lực kéo mạnh từ VIC và một số trụ, bức tranh toàn thị trường lại khá u ám khi số mã giảm gấp đôi số mã tăng. Thị trường có phiên đúng nghĩa là “xanh vỏ đỏ lòng”.
Nét văn hóa trầm hương Khánh Hòa

Nét văn hóa trầm hương Khánh Hòa

Do linh khí của trời đất tích tụ qua hàng ngàn năm mà thành, trầm hương có năng lực khai thông trí tuệ, kết nối con người với con người, con người với thế giới tâm linh. Trên thực tế, trầm hương đang hình thành dáng nét văn hóa độc đáo của người dân bản địa.
BrainPack: Giải pháp biến robot vô tri thành cỗ máy thông minh toàn diện

BrainPack: Giải pháp biến robot vô tri thành cỗ máy thông minh toàn diện

OpenMind vừa công bố BrainPack, một giải pháp được mô tả là "hệ thống phần cứng và phần mềm mới giúp robot và humanoid sở hữu trí tuệ thế giới thực" bao gồm khả năng nhận thức, điều khiển, ghi nhớ và tự chủ - tất cả gói gọn trong một nền tảng kích thước chỉ bằng một chiếc ba lô.
STEM Innovation Petrovietnam: Xây dựng hạ tầng học tập số cho mọi học sinh

STEM Innovation Petrovietnam: Xây dựng hạ tầng học tập số cho mọi học sinh

Sáng 7/12/2025, tọa đàm “STEM Innovation Petrovietnam - Hiện thực hoá tinh thần Nghị quyết 57” do Tạp chí Năng lượng Mới/PetroTimes tổ chức đã chính thức diễn ra, quy tụ nhiều chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực giáo dục và đổi mới sáng tạo.
Nhận định phiên giao dịch ngày 8/12: Ưu tiên nắm giữ các cổ phiếu có tín hiệu hồi phục

Nhận định phiên giao dịch ngày 8/12: Ưu tiên nắm giữ các cổ phiếu có tín hiệu hồi phục

Trong bối cảnh VN-Index đang duy trì đà tăng và dòng tiền có xu hướng lan tỏa tích cực, giới phân tích cho rằng phiên giao dịch ngày 8/12 nhà đầu tư nên ưu tiên nắm giữ những cổ phiếu có tín hiệu hồi phục rõ rệt và khả năng dẫn dắt nhịp tăng mới của thị trường.
song-gia-tri