Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo Robot dạng người ứng dụng công nghệ thị giác máy tính phục vụ cho quảng cáo

Trong một vài năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các công nghệ điện tử, vi mạch, điều khiển, xử lý ảnh/thị giác máy tính, ngành Robotics đã có nhiều bước phát triển đột phá và trở nên ngày càng phổ biến hơn.  Các Robot hình người - Humanoid Robot (HR) là các Robot có hình dánh giống con người và sao chép được một số các động tác của con người như các cử động bàn tay, cánh tay và thậm chí có thể chuyển động giống như con người. Trong vài năm gần đây, robot hình người đã phát triển rất mạnh và bắt đầu có một số ứng dụng thương mại như Robot giáo dục, Robot y tá phục vụ trong bệnh viện, Robot phục vụ nhà hàng, Robot quảng cáo, giúp việc nhà, v.v... Trước đây việc chế tạo các Robot hình người là rất phức tạp và tốn kém nhưng hiện nay do các tiến bộ vượt bậc của công nghệ nên Robot hình người đã và đang được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng ngày càng nhiều trên thế giới. Do đó, việc nghiên cứu và làm chủ công nghệ chế tạo Robot dạng người là một nhu cầu cấp bách tại Việt nam để tiếp cận cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư. 

Nhằm xây dựng một Robot dạng người (HR) phục vụ quảng cáo, có khả năng di chuyển, cử động 2 tay với cấu trúc cánh tay giống người, nhóm nghiên cứu do KS. Nguyễn Mạnh Thắng, Viện Nghiên cứu Điện tử, Tin học, Tự động hóa (VIELINA) đứng đầu đã đề xuất thực hiện: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo Robot dạng người ứng dụng công nghệ thị giác máy tính phục vụ cho quảng cáo”

Trong thời gian gần 2 năm thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các nội dung nghiên cứu sau: 

1. Khảo sát nghiên cứu các sản phẩm Robot dạng người tương tự trên thị trường và nhu cầu để xây dựng đầu bài và giới hạn các mục tiêu nghiên cứu sát với nhu cầu thị trường, đồng thời kế thừa các nghiên cứu liên quan về Robotics. 

2. Với việc thực hiện chức năng phân tích cử chỉ cánh tay của con người, nhóm đã làm chủ các kỹ thuật thị giác máy tính (Computer Vision) và kỹ thuật thiết kế, mô phỏng, chế tạo Robot. Các nội dung nghiên cứu chính bao gồm:  

- Thiết kế và chế tạo cơ khí cho phần thân Robot và cánh tay, bàn tay, đầu.

- Thiết kế và chế tạo cơ khí cho phần đế chuyển động dạng một xe tự hành 3 bánh.

- Mô phỏng động học cánh tay ROBOT, đo lường các sai số điều khiển.

- Thiết kế kiến trúc và phát triển hệ thống phần mềm điều khiển Robot bao gồm các phân hệ truyền thông đa phương tiện, phân hệ điều khiển từ xa qua giao diện Web và các phân hệ khác như nhận dạng mặt, chạy kịch bản Robot Script, v.v  Sản phẩm ROBOT đã được chế tạo thành công, đặt tên là VIEBOT với 19 trục tự do, có kích thước bằng người thật, có đầy đủ các tính năng đã đăng ký theo thuyết minh đề tài như khả năng bắt chước và playback cử chỉ, tự di chuyển và tránh vật cản, 2 cánh tay với 6 trục tự do mỗi cánh tay, có khả năng truyền hình ảnh và âm thanh về trung tâm điều khiển trong thời gian thực. Ngoài ra sản phẩm Robot còn có một số tính năng vượt mức chỉ tiêu như khả năng nhận dạng mặt người có trong CSDL ảnh, chạy kịch bản quảng cáo gồm cả cử động và tiếng nói, v.v. để phục vụ cho mục đích quảng cáo.

Nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Trung tâm dậy nghề hội người mù thành phố Hà nội thử nghiệm và đã triển khai thành công sản phẩm Robot phục vụ cho sự kiện “Hội thảo đào tạo nghề Công tác Xã hội cho người khuyết tật’ vào ngày 11/10/2017 tại Hà nội, được nhiều cơ quan thông tin đại chúng đưa tin như VTV1, VTV2, VTC, TH Nhân dân, VTCNews, VOV, ICTNews, v.v... Trên cơ sở các nội dung nghiên cứu, nhóm cũng đã công bố 03 bài báo khoa học, trong đó có 02 bài báo quốc tế và 01 bài báo hội thảo trong nước, vượt mức 02 bài so với đăng ký. 

Kết quả sau khi tích hợp, hệ thống Robot hoàn thiện đáp ứng được các chỉ tiêu đề ra:

- Robot có 2 cánh tay với 6 trục tự do.

- Robot có khả năng nhận dạng và sao chép cử chỉ cánh tay người.

- Thực hiện lại cử chỉ sao chép được (Playback).

- Tự động kết nối wifi.

- Có khả năng di chuyển và tránh vật cản.

- Có khả năng truyền hình ảnh về trung tâm theo thời gian thực sử dụng chức năng hội thảo truyền hình.

Các thông số kỹ thuật chính của hệ thống ROBOT:

- Robot dạng người, giới tính nữ.

- Chiều cao 1,7 m.

- Cân nặng 60 kg.

- Tổng số bậc tự do 19 bao gồm 6 bậc tự do mỗi cánh tay, 1 bậc tự do mỗi bàn tay, 2 bậc tự do đầu, 1 bậc tự do thân, 2 bậc tự do chân.

- Dung lượng pin 100Ah.

- Khả năng nhận dạng và sao chép cử chỉ cánh tay người.

- Thực hiện lại được các cử chỉ sao chép được.

- Khả năng di chuyển tránh vật cản.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14747/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.

P.T.T (NASATI)