Các nhà nghiên cứu phát triển bộ xương robot tự đi

Các nhà nghiên cứu robot tại Đại học Waterloo đang làm việc trên một trong những phát triển lớn tiếp theo trong lĩnh vực robot: bộ xương robot tự đi. Công nghệ mới, bao gồm chân giả, có thể suy nghĩ và di chuyển tự động thông qua việc sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI).

Các hệ thống mới được phát triển dựa trên sự kết hợp của AI và tầm nhìn máy tính để mô phỏng cách con người đi bằng cách quan sát môi trường xung quanh và điều chỉnh chuyển động.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics. Đó là một phần của loạt bài nghiên cứu dài hơn, và nó được đặt tiêu đề “Mô phỏng sinh học của chuyển động đứng và ngồi cho bộ xương robot và chân giả với khả năng tái tạo năng lượng”.

Brokoslaw Lashowski là một ứng viên tiến sĩ về thiết kế hệ thống. Cô hiện đang dẫn đầu dự án nghiên cứu ExoNet tại trường đại học.

“Chúng tôi đang trao cho bộ xương robot khả năng nhìn để chúng có thể tự kiểm soát,” Laschowski nói.

Mặc dù đã có chân bộ xương được điều khiển bằng động cơ, nhưng chúng không lý tưởng do yêu cầu kiểm soát thủ công bởi người dùng thông qua ứng dụng điện thoại thông minh hoặc cần điều khiển.

“Điều đó có thể gây bất tiện và đòi hỏi sự tập trung cao,” Laschowski nói. “Mỗi lần bạn muốn thực hiện một hoạt động di chuyển mới, bạn phải dừng lại, lấy điện thoại thông minh ra và chọn chế độ mong muốn.”

Trí tuệ nhân tạo và máy ảnh đeo

Để cải thiện hệ thống này và vượt qua một số hạn chế, nhóm nghiên cứu đã gắn bộ xương cho người dùng và sử dụng máy ảnh đeo. Họ cũng tối ưu hóa phần mềm máy tính AI để luồng video có thể được xử lý hiệu quả và chính xác, nhận ra các chướng ngại vật như cầu thang, cửa, và các khía cạnh khác của môi trường.

Nhóm nghiên cứu sẽ gửi lệnh đến động cơ, cho phép bộ xương robot trở nên ấn tượng hơn. Khi điều này được thực hiện, chúng sẽ có thể leo cầu thang và tránh các chướng ngại vật. Ngoài ra, chúng sẽ có thể phân tích chuyển động hiện tại của người dùng, cùng với địa hình sắp tới, để thực hiện các hành động phù hợp.

Laschowski được giám sát bởi John McPhee, giáo sư kỹ thuật và Chủ tịch nghiên cứu Canada về Hệ thống động lực học sinh học.

“Cách tiếp cận kiểm soát của chúng tôi không nhất thiết yêu cầu suy nghĩ của con người,” Laschowski nói. “Tương tự như xe tự lái, chúng tôi đang thiết kế bộ xương và chân giả tự đi cho mình.”

Một trong những mục tiêu khác của nhóm nghiên cứu là cải thiện hiệu quả năng lượng của động cơ cho bộ xương robot bằng cách sử dụng pin tự sạc thông qua chuyển động của con người.

Phát triển bộ xương

Công việc mới từ nhóm nghiên cứu thực sự đưa sự phát triển của bộ xương đến bước tiếp theo. Trong những năm gần đây, đã có nhiều tiến bộ trong lĩnh vực này. Ví dụ, Honda đã công bố vào năm 2019 rằng họ đang phát triển bộ xương để tăng cường sức mạnh của con người. Đồng thời, bộ xương đã được sử dụng ở Nhật Bản để giúp người dân tiếp tục làm việc khi họ già đi.

Tuy nhiên, bộ xương robot tự đi là một thách thức lớn hơn nhiều, và đó là điều làm cho sự tiến bộ mới này trở nên thú vị và có giá trị.