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-thong-bao
Tin bài khác
Mô hình song sinh kỹ thuật số: Khái niệm nền tảng và công nghệ hỗ trợ

Mô hình song sinh kỹ thuật số: Khái niệm nền tảng và công nghệ hỗ trợ

Mô hình song sinh kỹ thuật số (Digital Twin) đang trở thành một trụ cột trong chiến lược chuyển đổi số công nghiệp. Không đơn thuần là một bản mô phỏng 3D hay mô hình dữ liệu, song sinh kỹ thuật số là sự kết nối động giữa một thực thể vật lý và bản sao ảo của nó, được cập nhật liên tục theo thời gian thực nhằm giám sát, tối ưu hóa và dự đoán hiệu suất hệ thống. Để hiểu đúng và triển khai hiệu quả, cần nhìn nhận Digital Twin như một hệ thống vật lý–mạng (Cyber-Physical System - CPS) được xây dựng trên nền tảng nhiều công nghệ số hội tụ.
Tăng trưởng bền vững, củng cố vị thế bảo mật hạ tầng trọng yếu

Tăng trưởng bền vững, củng cố vị thế bảo mật hạ tầng trọng yếu

Năm 2025 đánh dấu một giai đoạn tăng trưởng mạnh mẽ của OPSWAT - nhà cung cấp giải pháp an ninh mạng chuyên bảo vệ cơ sở hạ tầng trọng yếu (CIP). Với đội ngũ hơn 1.000 nhân sự toàn cầu, công ty ghi nhận mức tăng trưởng doanh thu định kỳ hàng năm (ARR) trên 25% so với cùng kỳ, phản ánh nhu cầu ngày càng cao đối với các nền tảng bảo mật IT/OT trong bối cảnh mối đe dọa mạng gia tăng về quy mô và mức độ tinh vi.
[E-Magazine] Công nghệ in 3D – Từ giấc mơ đến đại công nghiệp

[E-Magazine] Công nghệ in 3D – Từ giấc mơ đến đại công nghiệp

Như một đường chỉ mảnh nối liền khoa học viễn tưởng với thực tại chế tạo, công nghệ in 3D đã đi từ những thí nghiệm lặng thầm trong phòng tối thập niên 1980 đến vị thế của một hạ tầng sản xuất chiến lược toàn cầu. Câu chuyện của nó không chỉ là lịch sử của kỹ thuật, mà còn là lịch sử của khát vọng nhân loại, khát vọng tạo hình thế giới theo từng lớp vật chất, từng lớp trí tuệ.
LG Electronics ra mắt Gram 14 thế hệ 2026: Laptop 14 inch, tích hợp Ryzen AI mới

LG Electronics ra mắt Gram 14 thế hệ 2026: Laptop 14 inch, tích hợp Ryzen AI mới

Mẫu Gram 14 thuộc dòng Gram 2026 vừa chính thức mở đặt trước sau màn trình diễn tại CES đầu năm. Với trọng lượng chỉ 1,12 kg, pin 72Wh và vi xử lý Ryzen AI 400 series mới nhất, sản phẩm tiếp tục khẳng định vị thế của LG trong phân khúc laptop siêu nhẹ cao cấp.
Đầu tư 9 phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia, phục vụ công nghệ chiến lược

Đầu tư 9 phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia, phục vụ công nghệ chiến lược

Bộ KH&CN đang xây dựng Đề án Phát triển hệ thống trung tâm nghiên cứu, thử nghiệm và phòng thí nghiệm quốc gia cho các công nghệ chiến lược.
Hà Nội xây dựng “bản đồ số an ninh” tích hợp AI và camera xã hội hóa

Hà Nội xây dựng “bản đồ số an ninh” tích hợp AI và camera xã hội hóa

Tại lễ công bố thành lập Công ty cổ phần Trung tâm đổi mới sáng tạo Hà Nội, Giám đốc Công an thành phố Hà Nội - Trung tướng Nguyễn Thanh Tùng cho biết đơn vị đang thử nghiệm giải pháp Hệ sinh thái quản trị an ninh trật tự số với ba cấu phần liên thông theo thời gian thực, kỳ vọng tạo bước chuyển từ “xử lý kịp thời” sang “chủ động phòng ngừa”.
Hà Nội kích hoạt quỹ đổi mới sáng tạo 500 tỷ đồng, định hình hệ sinh thái khởi nghiệp mới

Hà Nội kích hoạt quỹ đổi mới sáng tạo 500 tỷ đồng, định hình hệ sinh thái khởi nghiệp mới

Với mục tiêu hình thành quỹ vốn mồi trên 500 tỷ đồng giai đoạn 2031-2035 và xây dựng cơ chế sandbox thử nghiệm chính sách, Trung tâm Đổi mới sáng tạo Hà Nội được kỳ vọng tháo gỡ điểm nghẽn vốn và pháp lý cho startup Thủ đô.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Ngày vía Thần Tài - Ngân hàng đua lì xì lãi suất, tặng vàng hút khách gửi tiết kiệm

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Ngày vía Thần Tài - Ngân hàng đua lì xì lãi suất, tặng vàng hút khách gửi tiết kiệm

Tuần qua, tuần làm việc đầu tiên của năm mới nhưng đã có nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ đầu năm và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh:Ngân hàng đua lì xì lãi suất, tặng vàng hút khách gửi tiết kiệm; ập đoàn DOJI hút khách mua vàng bạc ngày Thần Tài; Ngân hàng thu hơn 1 triệu tỷ đồng lãi cho vay năm 2025...
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/3/2026: Tuổi Hợi tình cảm không được tốt, tuổi Mão hanh thông vượng phát

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 1/3/2026: Tuổi Hợi tình cảm không được tốt, tuổi Mão hanh thông vượng phát

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 1/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Ngữ cảnh dữ liệu - Nền tảng quyết định thành bại của Công nghiệp 4.0 và AI công nghiệp

Ngữ cảnh dữ liệu - Nền tảng quyết định thành bại của Công nghiệp 4.0 và AI công nghiệp

Trong kỷ nguyên sản xuất thông minh, không phải mọi dữ liệu đều mang giá trị. Lịch sử từng ghi nhận câu chuyện một kỹ sư vô tình vứt bỏ ổ cứng chứa khóa riêng của 8.000 Bitcoin, minh chứng điển hình cho việc dữ liệu giá trị có thể bị xem như rác. Ngược lại, trong các kho dữ liệu doanh nghiệp, không ít thông tin trông có vẻ “quan trọng” nhưng thực chất vô dụng vì thiếu một yếu tố cốt lõi: ngữ cảnh dữ liệu.