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
ACIYLS 2025: Công bố đề bài và tổ chức chuỗi định hướng chuyên sâu cho thí sinh trên toàn quốc

ACIYLS 2025: Công bố đề bài và tổ chức chuỗi định hướng chuyên sâu cho thí sinh trên toàn quốc

Cuộc thi ASEAN - China - India Youth Leadership Summit (ACIYLS) 2025 tại Việt Nam chính thức công bố đề bài vòng quốc gia với chủ đề “Cultivating Climate and Positive Cities” - hướng đến xây dựng giải pháp gắn liền với hai Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên Hợp Quốc: SDG 11 (Thành phố và cộng đồng bền vững) và SDG 13 (Hành động vì khí hậu).
Camp Blast 2025 - Miền Nắng Hạ: Sân chơi mùa hè lành mạnh dành cho các em nhỏ Thủ đô

Camp Blast 2025 - Miền Nắng Hạ: Sân chơi mùa hè lành mạnh dành cho các em nhỏ Thủ đô

Đầu tháng 7 vừa qua, tại điểm trường Liên cấp Sentia School, Trại hè Camp Blast 2025: Miền Nắng Hạ đã diễn ra thành công với nhiều hoạt động bổ ích và lý thú dành cho các em nhỏ từ 7 - 13 tuổi.
Thị trường chứng khoán ngày 08/7: Dòng tiền tỷ đô tiếp tục đổ vào thị trường, VN Index lập đỉnh 3 năm

Thị trường chứng khoán ngày 08/7: Dòng tiền tỷ đô tiếp tục đổ vào thị trường, VN Index lập đỉnh 3 năm

Thị trường tiếp tục bùng nổ trong phiên giao dịch ngày 8/7 khi VN Index vượt mốc 1.415 điểm, thiết lập đỉnh cao mới trong 3 năm. Sự lan tỏa mạnh mẽ từ các nhóm cổ phiếu trụ như ngân hàng, bất động sản, chứng khoán và thép cùng với lực mua ròng quyết liệt từ khối ngoại đã góp phần duy trì tâm lý tích cực trên toàn thị trường.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/7/2025: Tuổi Sửu tin vui về tình duyên, tuổi Mùi hành xử nóng vội

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/7/2025: Tuổi Sửu tin vui về tình duyên, tuổi Mùi hành xử nóng vội

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 9/7/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Vai trò của ngành Kỹ thuật điện trong thời đại 4.0

Vai trò của ngành Kỹ thuật điện trong thời đại 4.0

Theo thống kê, có khoảng 24 trường đại học và đại học trong nước đào tạo ngành Kỹ thuật điện, trong đó có thể kể đến các trường như Đại học Bách khoa Hà Nội, Trường Đại học Giao thông vận tải, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, Đại học Huế, Học viện Nông nghiệp Việt Nam,…
Học viện Nông nghiệp Việt Nam tuyển 7.289 chỉ tiêu vào đại học

Học viện Nông nghiệp Việt Nam tuyển 7.289 chỉ tiêu vào đại học

Đồng thời, năm học 2025-2026, Học viện dành gần 1.800 suất học bổng chào đón tân sinh viên khóa 70 với tổng giá trị khoảng 30 tỷ đồng.
Agribank củng cố vị thế chủ lực trong ngành ngân hàng

Agribank củng cố vị thế chủ lực trong ngành ngân hàng

Đạt nhiều kết quả tích cực trong nửa đầu năm 2025, Agribank tiếp tục khẳng định vị thế là ngân hàng thương mại hàng đầu trong lĩnh vực tài chính nông nghiệp và nông thôn. Với nguồn vốn huy động tăng mạnh, tín dụng nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn, cùng hàng loạt giải thưởng uy tín trong và ngoài nước, Agribank đang từng bước hoàn thiện chiến lược chuyển đổi số, nâng cao chất lượng dịch vụ và lan tỏa các giá trị vì cộng đồng.
Robot cộng tác: Tương lai của tự động hóa thông minh và linh hoạt

Robot cộng tác: Tương lai của tự động hóa thông minh và linh hoạt

Sự phát triển vượt bậc của robot cộng tác (cobots) đang tạo nên bước ngoặt trong ngành công nghiệp tự động hóa toàn cầu. Không còn là công nghệ tương lai, cobots hiện diện ngày càng rõ rệt trong các nhà máy thông minh, mở ra thời kỳ Công nghiệp 5.0 nơi con người và máy móc cùng nhau hợp tác thay vì cạnh tranh. Theo báo cáo của IDTechEx, thị trường cobot toàn cầu dự kiến sẽ tăng từ 1,2 tỷ USD vào năm 2023 lên tới gần 30 tỷ USD vào năm 2035, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) ấn tượng đạt 34,5%.
Nhận định phiên giao dịch ngày 08/7: Tiếp đà bứt phá hay cần một nhịp điều chỉnh kỹ thuật?

Nhận định phiên giao dịch ngày 08/7: Tiếp đà bứt phá hay cần một nhịp điều chỉnh kỹ thuật?

Sau nhiều phiên giằng co, thị trường đã có cú bứt phá đầy thuyết phục trong phiên 7/7 khi VN Index vượt mốc 1.400 điểm với thanh khoản bùng nổ. Động lực chính đến từ nhóm cổ phiếu Ngân hàng – Bất động sản – Chứng khoán, kết hợp với lực mua mạnh từ khối ngoại. Tuy vậy, khi chỉ số đã tiến vào vùng giá cao và tâm lý hưng phấn lan tỏa, nhà đầu tư cần thận trọng, bởi thị trường có thể sẽ cần nhịp “nghỉ chân” kỹ thuật để tái tích lũy.
Bộ KH và CN giữ vai trò trung tâm trong Ban Chỉ đạo thúc đẩy đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số

Bộ KH và CN giữ vai trò trung tâm trong Ban Chỉ đạo thúc đẩy đổi mới sáng tạo, chuyển đổi số

Ban Chỉ đạo về khoa học, công nghệ hoạt động theo nguyên tắc tập trung dân chủ, đề cao trách nhiệm cá nhân và phối hợp chặt chẽ giữa các thành viên, Tổ Công tác và Cơ quan thường trực. Các Tổ Công tác và Cơ quan thường trực có chức năng, nhiệm vụ cụ thể nhằm tham mưu, triển khai hiệu quả các chủ trương về khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo, cải cách hành chính và chuyển đổi số trên phạm vi toàn quốc.
Quảng cáo
moxa