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
PV Power: Kết quả kinh doanh ấn tượng, tăng tốc hoàn thiện hai dự án điện trọng điểm

PV Power: Kết quả kinh doanh ấn tượng, tăng tốc hoàn thiện hai dự án điện trọng điểm

Không chỉ ghi nhận kết quả kinh doanh tích cực trong nửa đầu năm 2025, PV Power còn tăng tốc hoàn thiện hai dự án điện trọng điểm trong năm. Sự kết hợp giữa nền tảng truyền thống và tầm nhìn năng lượng sạch đang tạo nên một hình ảnh mới cho doanh nghiệp điện lực lớn của Việt Nam.
Diễn đàn Net Zero Việt Nam 2025: Cam kết lộ trình cho một thế giới xanh

Diễn đàn Net Zero Việt Nam 2025: Cam kết lộ trình cho một thế giới xanh

Biến đối khí hậu đang diễn biến ngày càng phức tạp trên phạm vi toàn cầu và đang được xem là thách thức lớn nhất mà toàn thế giới phải đối mặt. Trung hòa carbon để đạt mức phát thải ròng bằng 0 (Net Zero) là trọng tâm, mục tiêu chung của các quốc gia, trong đó có Việt Nam.
Đừng để mất cơ hội nghề nghiệp và hội nhập vì kém năng lực ngoại ngữ

Đừng để mất cơ hội nghề nghiệp và hội nhập vì kém năng lực ngoại ngữ

Trong bối cảnh toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế ngày càng sâu rộng, tiếng Anh không chỉ là một công cụ giao tiếp mà đã trở thành ngôn ngữ thứ hai thiết yếu trong môi trường học thuật, là tấm vé thông hành để thế hệ trẻ có thể nắm bắt các cơ hội nghề nghiệp có giá trị và bước ra thế giới.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/7/2025: Tuổi Tuất tiến triển suôn sẻ, tuổi Ngọ bị kẻ xấu phá hoại

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/7/2025: Tuổi Tuất tiến triển suôn sẻ, tuổi Ngọ bị kẻ xấu phá hoại

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 19/7/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Acecook Việt Nam vào Top 50 Doanh nghiệp phát triển bền vững tiêu biểu 2025

Acecook Việt Nam vào Top 50 Doanh nghiệp phát triển bền vững tiêu biểu 2025

Công ty Cổ phần Acecook Việt Nam vào "Top 50 Doanh nghiệp phát triển bền vững tiêu biểu Việt Nam 2025" - Corporate Sustainability Awards 2025 (CSA 2025) do Tạp chí Nhịp cầu Đầu Tư tổ chức bình chọn, với hai hạng mục nổi bật: Hoạt động CSR tiêu biểu và Quản lý tài nguyên bền vững.
Thị trường chứng khoán ngày 18/7: Áp lực chốt lời giữa phiên không ngăn được VN Index áp sát mốc 1.500 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 18/7: Áp lực chốt lời giữa phiên không ngăn được VN Index áp sát mốc 1.500 điểm

Mặc dù gặp phải áp lực chốt lời mạnh giữa phiên, VN Index vẫn kết thúc ngày 18/7 trong sắc xanh với mức tăng 0,49%, đạt 1.497,28 điểm. Thanh khoản duy trì ở mức cao, đặc biệt là sự tích cực của nhóm bất động sản và chứng khoán, trong khi khối ngoại vẫn bán ròng trên một số cổ phiếu trụ cột.
[E-Magazine] ISO 50001: Chuẩn mực toàn cầu cho quản lý năng lượng thông minh

[E-Magazine] ISO 50001: Chuẩn mực toàn cầu cho quản lý năng lượng thông minh

Trong một thế giới đang bước vào thời kỳ hậu tăng trưởng, nơi mà hiệu quả và trách nhiệm môi trường trở thành thước đo năng lực cạnh tranh quốc gia và doanh nghiệp, quản lý năng lượng không còn là lựa chọn mang tính hình thức mà đã trở thành một đòi hỏi sống còn. ISO 50001 - một chuẩn mực quốc tế về hệ thống quản lý năng lượng bài bản, khoa học và có thể đo lường - đang đóng vai trò như một “cửa ngõ kỹ thuật” giúp các tổ chức kiểm soát tiêu hao năng lượng, tiết giảm chi phí và nâng cao hiệu quả môi trường.
Ngân hàng MSB huy động thành công hơn 8.000 tỷ đồng từ trái phiếu

Ngân hàng MSB huy động thành công hơn 8.000 tỷ đồng từ trái phiếu

Ngân hàng MSB vừa chào bán thành công lô trái phiếu thứ 7 kể từ đầu năm 2025, nâng tổng giá trị phát hành trái phiếu hơn 8.000 tỷ đồng với kỳ hạn từ 3 đến 5 năm có lãi suất cao nhất 6,2%/năm.
Toàn văn phát biểu khai mạc Hội nghị Trung ương 12 của Tổng Bí thư Tô Lâm

Toàn văn phát biểu khai mạc Hội nghị Trung ương 12 của Tổng Bí thư Tô Lâm

Hội nghị Trung ương 12 đã chính thức khai mạc sáng nay (18/7) tại Thủ đô Hà Nội. Đây là hội nghị có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, được tổ chức sớm gần 3 tháng so với kế hoạch ban đầu.
Đại học Bách khoa Hà Nội công bố bảng quy đổi điểm chuẩn và dự báo điểm trúng tuyển 2025

Đại học Bách khoa Hà Nội công bố bảng quy đổi điểm chuẩn và dự báo điểm trúng tuyển 2025

Năm 2025, thí sinh đăng ký vào Đại học Bách khoa Hà Nội cần lưu ý độ lệch điểm giữa các tổ hợp và phương thức xét tuyển. Điểm chuẩn sẽ được quy đổi tương đương giữa ba phương thức: thi tốt nghiệp THPT, Đánh giá tư duy và xét tuyển tài năng. Tổ hợp kỹ thuật sẽ được cộng 0,5 điểm khi xét cùng chương trình với tổ hợp khác.
Quảng cáo
moxa