Trong khi hầu hết các hệ thống robot hiện nay vẫn phụ thuộc vào cảm biến thị giác, đặc biệt là camera để nhận diện và xử lý thông tin về môi trường. Thì mới đây, Viện Công nghệ Massachusetts Institute of Technology (MIT) đã công bố một nghiên cứu đột phá, mở ra hướng tiếp cận mới trong việc giúp robot nhận biết vật thể thông qua thao tác cầm nắm và cảm nhận vật lý thay vì chỉ nhìn như thông thường.
1. Các tính năng chính của robot hiện đại mới
Sử dụng cảm biến bên trong
Phát triển một hệ thống sử dụng cảm biến xúc giác tích hợp vào bàn tay robot. Khi robot chạm, cầm nắm hoặc di chuyển vật thể, cảm biến này sẽ ghi nhận dữ liệu vật lý như áp suất, độ cứng, hình dạng bề mặt, từ đó giúp robot nhận biết và phân loại vật thể một cách chính xác ngay cả khi không nhìn thấy rõ. Theo như bài công bố, con người vốn không thể đo lường chính xác góc gập ngón tay hay lực mô-men xoắn khi tác động lên một vật thể trong khi robot lại có thể làm điều đó với độ chính xác rất cao.
Khi robot nâng vật thể, hệ thống sẽ thu thập tín hiệu từ encoder ở các khớp – cảm biến có chức năng phát hiện vị trí quay và tốc độ của các khớp trong quá trình chuyển động. Hầu hết robot hiện đại đều tích hợp loại cảm biến này bên trong mô-tơ điều khiển các bộ phận chuyển động. Điều này giúp phương pháp trở nên kinh tế và dễ triển khai, bởi không cần đến các thành phần đắt đỏ như cảm biến xúc giác hoặc hệ thống theo dõi thị giác chuyên dụng.
Học tập dựa trên mô phỏng
Để suy luận các đặc tính của vật thể khi tương tác, hệ thống của MIT sử dụng hai mô hình tính toán chính: một mô hình mô phỏng chuyển động của robot và một mô hình mô phỏng động lực học của vật thể. Khi robot tương tác với vật thể, thuật toán sẽ ghi lại chuyển động giữa hai bên thông qua dữ liệu encoder từ các khớp, sau đó phân tích ngược lại để xác định khối lượng, độ cứng hoặc các thuộc tính vật lý khác của vật thể.
Ví dụ: nếu robot dùng tay gắp để đẩy hai vật khác nhau với cùng một lực nhưng vật thứ nhất di chuyển chậm hơn vật thứ hai, thì hệ thống sẽ hiểu rằng vật thứ nhất nặng hơn. Ngược lại, nếu vật di chuyển nhanh hơn thì robot sẽ suy ra vật đó nhẹ hơn.
Việc phân biệt này giúp robot nhận biết được khối lượng của vật thể chỉ qua cảm giác lực và tốc độ phản hồi, mà không cần nhìn thấy vật đó bằng camera.
Ứng dụng thực tiễn của robot nhận biết vật thể
Phương pháp này cung cấp giải pháp thay thế chi phi thấp thay vì cách truyền thống dựa vào cảm biến thị giác. Đây là ứng dụng phù hợp cho các trường hợp camera kém hiệu quả, ví dụ như phân loại đồ vật trong hầm tối hay dọn dẹp đống đổ nát bên trong tòa nhà bị sập một phần sau trận động đất.
2. Ý nghĩa của công nghệ robot nhận biết vật thể trong tự động hóa
Công nghệ nhận biết vật thể cho phép robot không chỉ lặp lại các thao tác theo chương trình có sẵn, mà còn linh hoạt phản ứng với môi trường xung quanh. Với khả năng xác định hình dạng, vị trí và hướng của vật thể, robot có thể tự điều chỉnh chuyển động để thực hiện các thao tác chính xác hơn như gắp, sắp xếp hoặc lắp ráp trong dây chuyền sản xuất. Điều này mang lại nhiều lợi ích cho ngành robot công nghiệp, bao gồm:
1. Tăng cường khả năng tự chủ và linh hoạt cho robot công nghiệp
Khác với các hệ thống robot truyền thống hoạt động theo lập trình cứng nhắc và yêu cầu môi trường ổn định, robot nhận biết vật thể có thể phản ứng linh hoạt với các tình huống thay đổi. Chúng có khả năng tự phát hiện, định vị và phân biệt các vật thể trong môi trường thực tế kể cả khi vị trí, hình dạng hoặc kích thước vật thể có sai lệch so với dữ liệu ban đầu. Điều này giúp giảm thiểu phụ thuộc vào hệ thống cơ học cố định, gia tăng tính tự chủ cho robot trong dây chuyền sản xuất hiện đại.
2. Thúc đẩy xu hướng tự động hóa thông minh
Việc robot có thể “cảm nhận” và “hiểu” môi trường đang là bước tiến quan trọng giúp công nghiệp hóa chuyển sang giai đoạn tự động hóa thông minh. Đây là nền tảng cho sự phát triển của các nhà máy thông minh, nơi máy móc có thể tự phối hợp mà không cần con người can thiệp liên tục.
3. Giảm thiểu chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống
Một số công nghệ nhận biết vật thể tiên tiến, như sử dụng tín hiệu từ encoder trong mô-tơ hoặc tích hợp trí tuệ nhân tạo, cho phép robot cảm nhận thông tin về va chạm, vị trí, lực tiếp xúc mà không cần đến cảm biến xúc giác hay thị giác riêng biệt. Điều này không chỉ giúp đơn giản hóa phần cứng, mà còn giảm thiểu chi phí đầu tư và công tác bảo trì, đặc biệt quan trọng đối với các nhà máy quy mô lớn hoặc môi trường khắc nghiệt dễ gây hao mòn thiết bị.
3. Tương lai của robot: từ tầm nhìn đến cảm nhận
Trong lĩnh vực robot công nghiệp, xu hướng phát triển không chỉ dừng lại ở khả năng nhìn thấy vật thể mà còn mở rộng đến khả năng cảm nhận môi trường xung quanh như con người. Nếu trước đây robot chỉ dựa vào camera để phát hiện và định vị vật thể, thì tương lai sẽ chứng kiến sự tích hợp thêm cảm biến xúc giác.
Nhờ vậy, robot không chỉ biết “vị trí” mà còn “cảm được lực” khi chạm vào vật thể, từ đó điều chỉnh lực kẹp, lực lắp ráp một cách chính xác và an toàn hơn. Điều này đặc biệt hữu ích trong các ngành như lắp ráp điện tử, chế biến thực phẩm hoặc y tế, nơi mọi sai số dù nhỏ cũng gây ảnh hưởng lớn. Khả năng cảm nhận không gian, lực và tương tác vật lý là bước tiến quan trọng đưa robot công nghiệp từ vai trò đơn thuần là máy móc thực hiện lặp lại sang vai trò cộng sự thông minh trong môi trường sản xuất.
Khi robot nhận biết vật thể, chúng không chỉ dừng lại ở việc tránh va chạm đơn thuần, mà còn có khả năng điều chỉnh hành vi để phù hợp với con người. Các công nghệ như cảm biến xúc giác sẽ cho phép robot phân biệt được chất liệu, trọng lượng, độ mềm hay cứng của vật thể và từ đó xử lý linh hoạt hơn trong môi trường thực tế.
Thiết bị robot là kênh phân phối trực tuyến các bộ phận, thiết bị robot mới hoặc đã qua sử dụng, dầu mỡ robot và các linh kiện cơ khí. Tại đây, chúng tôi tự hào cung cấp khối lượng lớn vật tư từ các thương hiệu và nhà cung cấp lớn, bao gồm: FANUC, ABB, Kuka, Yaskawa, Mitsubishi, Staubli, Hyundai, CKD, v.v.
THÔNG TIN LIÊN HỆ
Hotline: 091 9225 197
Địa chỉ: 97/2 Kha Vạn Cân, phường Hiệp Bình, TP.HCM
=============
Facebook: Linh kiện robot.
Điện thoại
Email