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 26/11: Chọn lọc cổ phiếu hình thành nền giá vững chắc

Nhận định phiên giao dịch ngày 26/11: Chọn lọc cổ phiếu hình thành nền giá vững chắc

Thị trường chứng khoán đang bước vào giai đoạn vận động thận trọng, khi VN-Index kiểm định vùng hỗ trợ 1.640–1.670 điểm và dòng tiền có xu hướng phân hóa mạnh. Trong bối cảnh nhiều nhóm ngành tiếp tục điều chỉnh, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư ưu tiên chọn lọc những cổ phiếu đang hình thành nền giá vững chắc, hạn chế mua đuổi để giảm rủi ro trong ngắn hạn.
Fujifilm ra mắt GFX100RF Fragment Edition: Phiên bản giới hạn hợp tác cùng Hiroshi Fujiwara

Fujifilm ra mắt GFX100RF Fragment Edition: Phiên bản giới hạn hợp tác cùng Hiroshi Fujiwara

Một trong những chiếc máy ảnh "độc" nhất năm 2025 vừa lộ diện: Fujifilm kết hợp Fragment Design tạo nên GFX100RF Fragment Edition với lớp vỏ đen gương tinh xảo và màu phim tùy chỉnh dành riêng cho phiên bản này.
Mở rộng hợp tác Việt Nam - WIPO trong giáo dục và đào tạo sở hữu trí tuệ

Mở rộng hợp tác Việt Nam - WIPO trong giáo dục và đào tạo sở hữu trí tuệ

Từ ngày 24-28/11/2025, tại Hà Nội, Cục Sở hữu trí tuệ (SHTT) thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) phối hợp với Học viện Tổ chức SHTT thế giới (WIPO Academy), Cơ quan Sáng chế Nhật Bản và Chương trình Sứ mệnh Đổi mới sáng tạo Atal (Atal Innovation Mission - AIM) của Ấn Độ tổ chức chuỗi sự kiện nhằm thúc đẩy giáo dục sở hữu trí tuệ và đổi mới sáng tạo (ĐMST) cho thế hệ trẻ tại Việt Nam và khu vực ASEAN.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/11/2025: Tuổi Thân tín hiệu tốt, tuổi Dậu nhìn lạc quan

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/11/2025: Tuổi Thân tín hiệu tốt, tuổi Dậu nhìn lạc quan

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 26/11/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 25/11: Áp lực bán trên diện rộng, VN Index giảm điểm cuối phiên

Thị trường chứng khoán ngày 25/11: Áp lực bán trên diện rộng, VN Index giảm điểm cuối phiên

Thị trường ghi nhận áp lực bán mạnh trong phiên chiều, khiến VN Index giảm hơn 7 điểm và lùi khỏi vùng MA50. Thanh khoản tăng lên gần 27 nghìn tỷ đồng nhưng chủ yếu đến từ lực bán.
Bộ Khoa học và Công nghệ phát động quyên góp ủng hộ đồng bào miền Trung - Tây Nguyên

Bộ Khoa học và Công nghệ phát động quyên góp ủng hộ đồng bào miền Trung - Tây Nguyên

Hướng về miền Trung và Tây Nguyên đang oằn mình trong đợt mưa lũ lịch sử, Bộ Khoa học và Công nghệ sáng 24/11 phát động quyên góp trong toàn ngành, chung tay cùng cả nước hỗ trợ người dân sớm vượt qua khó khăn.
ESG, tầm nhìn chiến lược và cam kết thực thi của doanh nghiệp Việt

ESG, tầm nhìn chiến lược và cam kết thực thi của doanh nghiệp Việt

Những năm gần đây, ESG đã trở thành khái niệm quen thuộc đối với doanh nghiệp Việt. Đến thời điểm hiện tại, ESG không còn là lựa chọn mà là yếu tố, điều kiện bắt buộc để các doanh nghiệp Việt có thể tham gia chuỗi cung ứng EU thông qua “cuộc chơi” với các "ông lớn" để định vị thương hiệu và hội nhập quốc tế.
ETEK phát động AMBA 2026 - Cuộc thi thiết kế máy tự động lớn nhất Việt Nam

ETEK phát động AMBA 2026 - Cuộc thi thiết kế máy tự động lớn nhất Việt Nam

Công ty Cổ phần Giải pháp Tự động hóa ETEK vừa chính thức phát động mùa giải thứ hai của Automation Machine Builder Award - AMBA 2026, cuộc thi thiết kế máy tự động lớn nhất dành cho sinh viên kỹ thuật trên toàn quốc.
Nhận định phiên giao dịch ngày 25/11: Nắm giữ các cổ phiếu có vận động hồi phục mạnh

Nhận định phiên giao dịch ngày 25/11: Nắm giữ các cổ phiếu có vận động hồi phục mạnh

Phiên giao dịch 25/11 dự báo tiếp tục diễn biến phân hóa, trong đó những cổ phiếu đang có xu hướng hồi phục mạnh và tiềm năng tăng giá sẽ là điểm sáng cho nhà đầu tư. Các chuyên gia khuyến nghị nắm giữ các mã trụ cột và bluechip đang dẫn dắt thị trường để tận dụng cơ hội trong bối cảnh thanh khoản còn hạn chế.
Xsens giới thiệu “Hệ tiền đình” kỹ thuật số cho robot hình người

Xsens giới thiệu “Hệ tiền đình” kỹ thuật số cho robot hình người

Để robot hình người có thể di chuyển tự nhiên như chúng ta, chúng cần một "bản đồ" chuyển động chính xác. Movella vừa chính thức giới thiệu hệ thống Xsens Link thế hệ mới cùng bộ phần mềm chuyên dụng, hứa hẹn biến những cử chỉ tinh tế của con người thành dữ liệu huấn luyện hoàn hảo cho robot.
song-gia-tri