Được công bố cuối tuần qua trên kho lưu trữ khoa học arXiv, PhoneBot cao 483 mm, nặng 1,8 kg, sử dụng 13 động cơ servo điều khiển chân và phần thân xoay trong quá trình di chuyển. Thay vì yêu cầu camera, cảm biến chuyển động và máy tính tích hợp đắt tiền, robot hình người dựa vào phần cứng trên điện thoại cho các chức năng này.
Mô tả cách chuyển động của PhoneBot. Ảnh: UCLA/arXiv
Khi được gắn vào robot, camera trên smartphone làm nhiệm vụ theo dõi chuyển động, trong khi bộ đo quán tính tích hợp sẽ cung cấp dữ liệu thời gian thực giúp robot giữ thăng bằng và thực hiện động tác. Bên trong, một máy tính riêng biệt đảm nhiệm việc điều khiển, nhận lệnh không dây từ smartphone qua wifi và chuyển đổi chúng thành chuyển động khớp.
PhoneBot có 6 khớp điều khiển trên mỗi chân, gồm hông, đầu gối và mắt cá chân, cùng một khớp khác giúp xoay thân và smartphone gắn trên đó. Cách bố trí này cho phép camera hướng về phía người đối diện, không cần robot phải xoay toàn bộ thân, giúp hỗ trợ việc theo dõi và tương tác dựa trên thị giác khác.
Các nhà nghiên cứu UCLA đã thử nghiệm bốn điện thoại Android, gồm Honor 9 ra mắt năm 2017 và ba mẫu giá rẻ 50-80 USD. Cả bốn đều đáp ứng yêu cầu cốt lõi của ứng dụng như cảm biến chuyển động, điều khiển đi bộ, nhận diện hình ảnh và tương tác với người dùng. Tuy nhiên, với một số tính năng, có sự khác biệt tùy mẫu điện thoại.
Ứng dụng chạy thuật toán di chuyển TensorFlow Lite. Nhóm nghiên cứu huấn luyện bộ điều khiển đi bộ của PhoneBot bằng phương pháp học tăng cường trong môi trường mô phỏng. Hệ thống được thưởng khi thực hiện các chuyển động mong muốn, đồng thời bị phạt nếu tạo tư thế mất ổn định hoặc khiến động cơ chịu tải quá mức.
Một đại diện UCLA nói với TechRadar, trong các thử nghiệm ban đầu, robot có dáng đi thiếu cân đối, phụ thuộc nhiều vào một chân. Để khắc phục, nhóm bổ sung các mẫu huấn luyện đối xứng, giúp bộ điều khiển học phối hợp chuyển động tương ứng giữa hai bên trái và phải nhằm cải thiện độ cân đối của dáng đi mà không cần huấn luyện vật lý.
Kết quả, qua 5 lần huấn luyện độc lập, phương pháp học đối xứng giúp giảm sai số đối xứng góc khớp từ 0,254 xuống 0,003 radian trong các lần đánh giá tiếp theo. Mức chênh lệch mô-men xoắn giữa hai bên trái - phải và mức chênh lệch công suất cơ học cũng được cải thiện theo thời gian.
Tuy vậy, PhoneBot vẫn bị giới hạn bởi động cơ servo công suất thấp, khó mang vật nặng hoặc thực hiện ổn định những chuyển động phức tạp. Hệ thống điều khiển di chuyển huấn luyện trên bề mặt phẳng, do đó khả năng di chuyển trên địa hình không bằng phẳng vẫn chưa được kiểm chứng. Ngoài ra, robot cũng chưa trang bị tay để thao tác.
Theo Tech Xplore, với việc được cung cấp dưới dạng nguồn mở, PhoneBot có tiềm năng cho phép các chuyên gia tái tạo mô hình, tùy chỉnh linh kiện và phát triển các nghiên cứu về hình thức robot sử dụng smartphone làm "đầu não", cũng như phục vụ các môi trường như giáo dục, đào tạo kỹ thuật. Dù vậy, giới hạn kích thước và tính năng khiến ứng dụng thực tế của chúng có thể hạn chế.
Bảo Lâm tổng hợp
- Bên trong nhà máy sản xuất robot hình người của Boston Dynamics
- Công ty Trung Quốc ra robot hình người cao 4 mét
- Bàn tay robot biết làm ảo thuật