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)

ar
Tin bài khác
Giải pháp đa thành phần cho đầu nối công nghiệp trong kỷ nguyên sản xuất số

Giải pháp đa thành phần cho đầu nối công nghiệp trong kỷ nguyên sản xuất số

Trong bối cảnh chuyển đổi số và tự động hóa ngày càng gia tăng, các thành phần nhỏ như đầu nối và cảm biến đang trở thành nền tảng không thể thiếu của hệ sinh thái sản xuất hiện đại. Dù ít được chú ý, các đầu nối công nghiệp đóng vai trò then chốt trong việc duy trì khả năng giao tiếp, đồng bộ hóa và vận hành liên tục của dây chuyền sản xuất dựa trên dữ liệu.
300.000 doanh nghiệp nhỏ và vừa sẽ được hỗ trợ chuyển đổi số

300.000 doanh nghiệp nhỏ và vừa sẽ được hỗ trợ chuyển đổi số

Ngày 16/3, Thủ tướng Chính phủ đã ký ban hành Quyết định phê duyệt Đề án “Chuyển đổi số các doanh nghiệp nhỏ và vừa giai đoạn 2026-2030”. Đây được xem là bước đi quan trọng nhằm thúc đẩy chuyển đổi số khu vực doanh nghiệp nhỏ và vừa - lực lượng giữ vai trò then chốt trong nâng cao năng suất và năng lực cạnh tranh của nền kinh tế.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/3/2026: Tuổi Ngọ đón vận may, tuổi Mão công việc suy giảm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/3/2026: Tuổi Ngọ đón vận may, tuổi Mão công việc suy giảm

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 25/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tuổi trẻ Trường THPT Nguyễn Thị Diệu tiếp nối truyền thống vẻ vang của Đoàn TNCS Hồ Chí Minh

Tuổi trẻ Trường THPT Nguyễn Thị Diệu tiếp nối truyền thống vẻ vang của Đoàn TNCS Hồ Chí Minh

Trong dòng chảy hào hùng của lịch sử dân tộc Việt Nam, tuổi trẻ luôn là lực lượng tiên phong, là ngọn lửa nhiệt huyết góp phần viết nên những trang sử vàng của đất nước. Và tổ chức đại diện cho sức mạnh, lý tưởng và khát vọng ấy chính là Đoàn TNCS Hồ Chí Minh - ngôi trường lớn rèn luyện lý tưởng cách mạng cho bao thế hệ thanh niên Việt Nam. Trải qua 95 năm xây dựng và trưởng thành, Đoàn TNCS Hồ Chí Minh đã không ngừng lớn mạnh, trở thành lực lượng xung kích, là người bạn đồng hành tin cậy của thanh niên Việt Nam.
Khai phá tiềm lực khoa học, công nghệ từ Cổng dữ liệu mở Vusta

Khai phá tiềm lực khoa học, công nghệ từ Cổng dữ liệu mở Vusta

Cổng dữ liệu mở opendata.vusta.vn là một đề tài ứng dụng lần đầu tiên được Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Liên hiệp hội Việt Nam -Vusta) chủ trì xây dựng, phục vụ mục tiêu số hóa và chia sẻ toàn diện kho dữ liệu khoa học - công nghệ của toàn hệ thống Liên hiệp hội Việt Nam trên phạm vi quốc gia.
Đạt 98,98 điểm, thí sinh đến từ Hải Phòng phá mọi kỷ lục trong lịch sử TSA của HUST

Đạt 98,98 điểm, thí sinh đến từ Hải Phòng phá mọi kỷ lục trong lịch sử TSA của HUST

Sáng 24/3, Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) công bố phổ điểm thi đánh giá tư duy (TSA) đợt 2 năm 2026 của hơn 20.000 thí sinh dự thi. Vượt lên mọi kỷ lục trong lịch sử điểm thi TSA, học sinh trường THPT Vĩnh Bảo, Hải Phòng xuất sắc đạt 98,98/100 điểm.
Thị trường chứng khoán ngày 24/3: Thị trường bật xanh sau những tín hiệu tích cực từ Trung Đông

Thị trường chứng khoán ngày 24/3: Thị trường bật xanh sau những tín hiệu tích cực từ Trung Đông

Sau cú giảm mạnh trước đó, thị trường bật tăng trở lại trong phiên 24/03 khi tâm lý nhà đầu tư được xoa dịu bởi tín hiệu hạ nhiệt từ Trung Đông. Tuy nhiên, đà hồi phục vẫn chưa đủ thuyết phục khi thanh khoản suy yếu mạnh và VN Index vẫn còn khoảng trống giảm chưa thể lấp đầy.
ABBank tăng trưởng tích cực, giao dịch cổ phiếu vẫn trầm lắng

ABBank tăng trưởng tích cực, giao dịch cổ phiếu vẫn trầm lắng

Năm 2025, lợi nhuận tại ABBank tăng trưởng ấn tượng khi hoàn thành gần 200% kế hoạch năm, quy mô tài sản, tín dụng tăng hai chữ số. Tuy nhiên, kết quả chào bán cổ phiếu cho cổ đông hiện hữu và phát hành cổ phiếu theo chương trình lựa chọn cho người lao động (ESOP) không mấy thuận lợi.
Quản trị đô thị thông minh: góc nhìn từ Triển lãm Đô thị thông minh châu Á

Quản trị đô thị thông minh: góc nhìn từ Triển lãm Đô thị thông minh châu Á

Tại Đài Loan (Trung Quốc), từ ngày 17/3 đến 21/3/2026 đã diễn ra triển lãm thương mại thành phố thông minh lớn nhất châu Á (Smart City Summit & Expo 2026 -SCSE) song song cùng triển lãm "Net Zero City Expo", đặt dấu ấn quan trọng trong hành trình đổi mới và tiến bộ công nghệ, định hình lại tương lai của cuộc sống đô thị. Sự kiện diễn ra tại hai thành phố lớn nhất của Đài Loan là Đài Bắc và Cao Hùng, thu hút sự tham gia của hàng ngàn đại biểu quốc tế, doanh nghiệp công nghệ và đại diện chính quyền các đô thị.
VAA làm việc tại Cần Thơ - tăng cường liên kết hệ thống Hội

VAA làm việc tại Cần Thơ - tăng cường liên kết hệ thống Hội

Chuyến công tác của lãnh đạo Hội Tự động hóa Việt Nam tại Cần Thơ ngày 21/3 tập trung vào xây dựng cơ sở dữ liệu hội viên, triển khai Đề án Hệ sinh thái Doanh nghiệp VAA và tăng cường kết nối hoạt động toàn hệ thống.
song-gia-tri