**Những đột phá công nghệ then chốt giúp robot hình người ngày càng hoàn thiện**
Robot hình người đang ngày càng trở nên tinh vi hơn nhờ những tiến bộ vượt bậc trong công nghệ truyền động, kiểm soát thăng bằng, tích hợp cảm biến, lập kế hoạch chuyển động và quản lý năng lượng.
**Công nghệ truyền động tiên tiến:**
Bộ truyền động đóng vai trò quan trọng, tương tự như cơ bắp của con người, giúp robot hình người thực hiện các cử động. Hiện nay, có ba loại truyền động chính: điện, thủy lực và lai. Truyền động điện nổi bật với sự nhỏ gọn và độ chính xác cao, trong khi truyền động thủy lực lại vượt trội về sức mạnh. Đáng chú ý, các nhà khoa học đang thử nghiệm một hệ thống cơ xương mới, mô phỏng chân thực hơn cơ thể người. Thay vì sử dụng một động cơ cho mỗi khớp, hệ thống này sử dụng gân và dây cáp, đóng vai trò như cơ bắp và dây chằng. Sự co giãn của gân tạo ra các chuyển động mượt mà và phân bổ lực đồng đều, giúp robot trở nên linh hoạt và tự nhiên hơn.
**Hệ thống kiểm soát thăng bằng:**
Việc giữ thăng bằng khi di chuyển bằng hai chân là một thách thức lớn đối với robot. Phương pháp xác định điểm ZMP (Zero Moment Point) được sử dụng để đảm bảo robot không bị ngã bằng cách giữ ZMP nằm trong khu vực bàn chân trụ. Các robot hiện đại kết hợp ZMP với kiểm soát tâm khối lượng, tối ưu hóa toàn bộ cơ thể và duy trì thăng bằng chủ động. Robot Atlas của Boston Dynamics là một ví dụ điển hình, liên tục điều chỉnh quỹ đạo của các chi để giữ thăng bằng trước các tác động bên ngoài. Bằng cách sử dụng các bộ phận cơ thể khác như vai, cánh tay và lưng, robot có thể nghiêng, lăn hoặc thủ thế giống như con người để giữ thăng bằng.
**Tích hợp cảm biến phức tạp:**
Robot Optimus của Tesla được trang bị 8 camera để thu thập thông tin từ môi trường xung quanh ở nhiều góc độ khác nhau. Ngoài hệ thống thị giác, robot ngày nay còn tích hợp các cảm biến quán tính (IMU) để đo chuyển động và thăng bằng, cùng với bộ mã hóa khớp nối để theo dõi cử động của khớp. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực đơn giản hóa hệ thống cảm biến thông qua học máy, cho phép robot ước tính ngoại lực chỉ bằng dữ liệu từ IMU và thông tin chuyển động. Giải pháp này hứa hẹn giúp robot hình người trở nên nhẹ hơn và giảm chi phí sản xuất mà không ảnh hưởng đến khả năng nhận thức và giữ thăng bằng.
**Lập kế hoạch chuyển động theo thời gian thực:**
Để có thể làm việc an toàn và hiệu quả cùng con người, robot cần nhận biết được phạm vi di chuyển và cử động của mình để tránh va chạm hoặc mất thăng bằng. Trước đây, việc tính toán chuyển động của tất cả các khớp cùng lúc tốn rất nhiều thời gian. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang áp dụng phương pháp tối ưu hóa tách rời, chia nhỏ quá trình chuyển động thành nhiều tính toán nhỏ và nhanh hơn cho từng bộ phận cơ thể, giúp robot tư duy theo nhiều lớp. Hệ thống phân tầng này tách biệt các quyết định cấp cao (ví dụ: đi vòng qua chướng ngại vật) với các điều khiển cấp thấp (ví dụ: di chuyển mắt cá chân trái). Nhờ đó, robot hình người có thể lên kế hoạch chuyển động chỉ trong vài mili giây và tương tác linh hoạt với con người.
**Quản lý năng lượng:**
Thời lượng hoạt động của robot hình người hiện còn hạn chế, thường chỉ kéo dài khoảng 1-2 giờ cho mỗi lần sạc. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đang phát triển Hệ thống quản lý pin (BMS) hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo (AI). Hệ thống này chủ động phân bổ năng lượng dựa trên dự đoán về mô hình chuyển động và nhiệt độ, giúp kéo dài thời gian hoạt động của robot. Tương tự như xe điện, hệ thống phanh tái tạo cũng đang được ứng dụng trên robot hình người, cho phép thu hồi năng lượng khi các chi giảm tốc độ, ví dụ như khi di chuyển xuống dốc.
Admin
Nguồn: VnExpress
