Xu hướng phát triển của robot tự động hóa
Trong cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4, vai trò của các hệ thống robot chiếm vị trí quan trọng, trong đó robot tự hành thông minh AMR (Autonomous Mobile Robot) là một lĩnh vực thu hút được nhiều sự chú ý của cộng đồng khoa học bởi vai trò quan trọng của nó trong cuộc sống hàng ngày cũng như trong công việc sản xuất và các dây chuyền tự động tại các nhà máy công nghiệp. Việc robot có thể di chuyển tự động, linh hoạt trong một phạm vi nhất định và thực hiện những tác vụ định trước thay thế vai trò của con người có thể đem lại nhiều lợi ích về kinh tế, năng suất lao động và bảo vệ sức khoẻ của con người. Ứng dụng của robot tự hành có thể kể ra rất rộng: trong các nhà máy, logistics, vận chuyển kho bãi, an ninh - quốc phòng (các robot dò phá bom mìn, trinh sát, robot chiến trường)…
Trong công nghiệp giải trí, robot cũng đóng vai trò không nhỏ và có sự phát triển rất ấn tượng. Phát triển các robot đồ chơi thông minh là bước đi ban đầu cần thiết để phát triển được robot dịch vụ hoàn hảo. Robot dáng người sẽ đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống và các ngành sản xuất trong tương lai. Nghiên cứu về robot dáng người đang chuyển dần từ các nghiên cứu về ổn định chuyển động sang các nghiên cứu về giao tiếp giữa người và robot
Làm chủ công nghệ chế tạo robot dạng người thông minh
Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot dạng người thông minh IVASTBot ứng dụng trong giao tiếp, phục vụ con người” (mã số VAST01.01/20-21) vừa được Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam xếp loại xuất sắc. Để thực hiện đề tài trên, nhóm nghiên cứu của Viện Vật lý đã nghiên cứu cấu trúc robot tự hành với các chức năng quản lý, điều hành sản xuất kinh doanh của các tập đoàn, công ty, nhà máy sản xuất…, từ đó rút ra kinh nghiệm khi nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot.
Để làm chủ công nghệ thiết kế, chế tạo robot dạng người thông minh IVASTBot, nhóm nghiên cứu đã triển khai đồng bộ kết hợp đa ngành công nghệ như: cơ khí chính xác, điện tử, công nghệ nhúng, quang điện tử và xử lý ảnh, công nghệ thông tin. Bên cạnh đó, còn kết hợp thêm một số ngành công nghệ mới: trí tuệ nhân tạo (AI), kết nối vạn vật (IoT), xử lý dữ liệu lớn (big data), công nghệ robot tự hành, công nghệ In 3D. Trong đó, nổi bật là các ứng dụng AI đã nghiên cứu ứng dụng trong các tác vụ rất đặc thù cho robot dạng người: chuyển động tự hành cho robot, xử lý nhận dạng ngôn ngữ tự nhiên tiếng Việt, nhận dạng cử chỉ, hành vi người giao tiếp cũng như nhận dạng và lưu trữ mặt người giao tiếp.
Những đóng góp nổi bật của nhóm nghiên cứu là nghiên cứu thuật toán mới và thực thi lập trình nhúng thuật toán xây dựng bản đồ và định vị chính xác cho robot tự hành trên nền hệ điều hành (Robot Operating System - ROS), thuật toán điều hướng và di chuyển thông minh cho ROS. Các thuật toàn này được nhúng trên thiết bị xử lý hiệu năng cao chuyên dụng của NVIDIA Jetson TX2 đã giúp robot di chuyển tự hành và thông minh.
Kết quả là nhóm nghiên cứu đã đạt được là thiết kế, chế tạo và thử nghiệm 01 robot dạng người với các tính năng tự hành, tránh vật cản; phạm vi hoạt động 50x50 m; tốc độ di chuyển tối đa 1 m/giây; robot có thể lập bản đồ khu vực hoạt động, định vị chính xác, di chuyển tự động, linh hoạt, tối ưu quỹ đạo di chuyển và tránh các vật cản động và vật cản tĩnh (con người hoặc đồ vật kích cỡ nhỏ nhất 10x10x20 cm).
Robot còn có khả năng giao tiếp cơ bản với người bằng tiếng Việt (các câu đơn giản, được nhóm huấn luyện dựa trên các dữ liệu tự triển khai và nhúng trên bộ xử lý hiệu năng cao NVIDIA Jetson TX2) và trả lời các câu hỏi phức tạp khác khi có kết nối Server API của Google. Robot có khả năng cử động đầu, các khớp tay theo các kịch bản, kế hoạch hay tích hợp với các tác vụ nhận dạng giọng nói, hành vi người giao tiếp. Robot có khả năng nhận dạng và lưu trữ mặt người giao tiếp.
Việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công mẫu robot dạng người thông minh IVASTBot ứng dụng trong giao tiếp, phục vụ con người không chỉ có tiềm năng ứng dụng, khả năng thương mại hóa cao, mà còn khẳng định năng lực nghiên cứu, chế tạo tổng hợp đa ngành công nghệ cao, đáp ứng và làm chủ công nghệ của Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam. Trong thời gian tới, nhóm thực hiện đề tài mong muốn được phát triển nâng cấp thêm một số tính năng mạnh mẽ và cao cấp cho sản phẩm nhằm đáp ứng yêu cầu tác nghiệp ngày càng cao trong thực tế.
Ngô Mạnh Tiến