Chế tạo thành công robot dạng người thông minh IVASTBot

Mục tiêu nghiên cứu, thiết kế và chế tạo robot dạng người thông minh IVASTBot ứng dụng trong giao tiếp, hướng dẫn, giới thiệu cho khách, có khả năng tự hành, tránh vật cản, có khả năng giao tiếp cơ bản và cung cấp các thông tin cho người dùng trong cơ sở dữ liệu sẵn có, nhận dạng và lưu trữ dữ liệu người giao tiếp, và có một số hành động giao tiếp phù hợp ngữ cảnh. Đề tài được Hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm KHCNVN xếp loại xuất sắc.

Robot cao 1,6m, nặng 50kg, hoạt động 4 tiếng liên tục

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 là kết hợp thêm một số ngành công nghệ mới CN4.0: 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 trí tuệ nhân tạo 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 mới nổi bật của nhóm 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 cho robot ROS (Robot Operating System), thuật toán điều hướng và di chuyển thông minh cho Robot tự hành trên nền Hệ điều hành cho robot ROS. Các thuật toán 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.

Bên cạnh đó các thuật toán và phần mềm thực thi các tác vụ cơ bản khác của IVASTBot: thuật toán ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong xử lý ngôn ngữ tự nhiên Tiếng Việt, ứng dụng trí thuệ nhân tạo trong nhận dạng cử chỉ hành vi người giao tiếp, nhận dạng khuôn mặt người giao tiếp.

Kết quả mà nhóm nghiên cứu đã đạt được là thiết kế, chế tạo và thử nghiệm 01 robot dạng người có các thông số kỹ thuật như: Chiều cao: 160cm, cân nặng: 50kg, chân đế 50cmx50cm; Tay robot: 3 DOF và khớp bàn tay, thân robot 2 DOF, chân đế di chuyển sử dụng 04 động cơ DC Servo và 04 bánh Omni di chuyển đa hướng; Đầu robot: chuyển động 2 trục, gắn Camera phục vụ nhận dạng ảnh người giao tiếp; Cụm thân robot và hình dáng sử dụng khung Inox, nhôm hợp kim chịu lực, in 3D nhựa. Trước ngực robot trang bị màn hình TouchScreen giúp giao tiếp với người sử dụng; Robot sử dụng Acqui, và Pin Lithium, thời gian hoạt động tối đa 04 tiếng liên tục.

Robot có tính năng tự hành, tránh vật cản, có khả năng giao tiếp bằng tiếng Việt

Robot của nhóm thiết kế có các tính năng tự hành, tránh vật cản: phạm vi hoạt động 50mx50m; tốc độ di chuyển tối đa 1m/s; 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 10 cmx10 cmx20 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.

Sản phẩm nghiên cứu là một công cụ thí nghiệm hữu hiệu sử dụng trong đào tạo nguồn nhân lực và nghiên cứu chuyên sâu theo hướng làm chủ và phát triển công nghệ ứng dụng AI, Deep Learning trong xử lý ảnh, âm thanh, IoT và Robot. Robot dạng người thông minh này có thể ứng dụng vào vị trí lễ tân, đón khách và giao tiếp hướng dẫn khách tại các cơ quan, văn phòng.

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 nghiệp 4.0 của Viện Hàn lâm KHCN 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.