Học cách chế tạo robot

Chào mừng bạn đến với loạt bài viết hướng dẫn cách thức để có thể tự chế tạo robot, biên dịch trên loạt bài How to Make a robot? của Roboshop. Đây là loạt bài viết rất hay, thích hợp cho cả những người mới cũng như những người đã có kinh nghiệm. Hy vọng rằng sau loạt bài này, robot không còn là thứ gì đó quá xa lạ và sẽ có nhiều, thật nhiều robot Made in Vietnam ra đời.

Chào mừng bạn đến với bài đầu tiên của loạt bài How to Make a Robot? của Roboshop, một loạt 10 bài học sẽ hướng dẫn làm thế nào để chế tạo robot của riêng bạn. Loạt bài học này được thiết kế để phù hợp với nhiều đối tượng khác nhau, từ những người mới bắt đầu với sự hiểu biết cơ bản về những khái niệm như điện áp, dòng điện, động cơ, và cảm biến, cho đến những người đã có kinh nghiệm làm việc với robot. Mặc dù nội dung nghe có vẻ khá cơ bản, nhưng chúng tôi tin tưởng rằng, ngay cả những người có kinh nghiệm trong việc thiết kế, chế tạo robot cũng có thể tìm thấy những thông tin hữu ích về phương pháp chung để tạo ra một robot.

Trước khi đi vào bài học, chúng ta cần xác định rõ Robot là gì? Điều này rất cần thiết khi, giúp chúng ta xác định được đối tượng cần giao tiếp. Có nhiều định nghĩa về robot và thực tế cho đến nay chưa có một sự đồng thuận nào. Tuy nhiên, có thể định nghĩa một cách mềm mại như sau:

Robot: Một thiết bị điện có khả năng phản ứng theo một số cách với môi trường xung quanh, từ đó đưa ra quyết định tự động hay hành động theo một số phương thức nhằm đạt được một mục tiêu cụ thể.

Điều này có nghĩa rằng một lò nướng bánh, một bóng đèn, hay một chiếc xe hơi sẽ không được xét là một robot do cách thức tương tác với môi trường xung quanh của chúng. Mặt khác, một máy hút bụi có thể di chuyển xung quanh một căn phòng, hoặc một bảng hệ thống năng lượng mặt trời có thể tự di chuyển, tìm kiếm mặt trời, có thể được coi như một hệ thống robot. Một định nghĩa khác cũng có thể lưu ý tới, đó là cách thức robot được mô tả trong Robot Wars, theo đó robot là một thiết bị có khả năng tự chủ nhất định. Từ định nghĩa trên, ta thấy một thiết bị bất kỳ được điều khiển từ xa không thuộc phạm vi của robot. Mặc dù chỉ mang tính chung chung, nhưng định nghĩa trên cũng nói lên phần nào mức độ phát triển của công nghệ trên lĩnh vực này.

Hãy bắt đầu bài học của chúng ta. Loạt bài học này sẽ hướng dẫn bạn từng bước để xây dựng một robot hoàn chỉnh. Mỗi bài học sẽ được minh họa bằng một ví dụ từ kinh nghiệm của RobotShop.

Bài 1: Chuẩn bị
Bước đầu tiên để xây dựng một robot là phải xác định được mục đích chế tạo robot của bạn là gì (tức là robot của bạn sẽ được dùng ở đâu trong cuộc sống). Robot có thể được sử dụng trong nhiều điều kiện và với nhiều mục đích khác nhau. Nếu bạn chưa chắc chắn về những gì mà bạn muốn, hãy thử tham khảo một số ý tưởng sau:

Kiến thức & học tập:LEGO Mindstorms NXT

Với mục tiêu xây dựng robot ngày càng hiện đại và phức tạp hơn, hầu hết những chuyên gia và người đam mê robot thích sử dụng thiết kế riêng mình hơn những kết cấu trước đây. Chính vì vậy, thay vì việc phải xây dựng một robot từ đầu, bạn học cách làm thế nào để sử dụng các thành phần độc lập để xây dựng một hệ thống phức hợp lớn hơn, phức tạp hơn.

Thi đấu & Tranh tài:Robot SoccerCompetitions

Các cuộc thi với một mục đích nhất định cho phép bạn có thể kiểm chứng và hoàn thiện kỹ năng chế tạo robot. Có rất nhiều dạng cuộc thi, thường chủ yếu cho môi trường giáo dục đại học, nhưng cũng có rất nhiều cuộc thi mở, khuyến khích sự tham gia của mọi lứa tuổi.

Giải Trí & Kết bạn:Teddy Bear Companion Robot

Các robot được thiết kế và chế tạo với mục đích phục vụ nhu cầu giải trí và kết bạn của con người. Chính vì vậy, robot là sự kết hợp của nhiều ngành bao gồm kỹ thuật (cơ khí, điện, máy tính), khoa học (toán học và vật lý) và nghệ thuật (thẩm mỹ) và người sử dụng có thể phát triển theo trí tưởng tượng của họ. Những sáng tạo thú vị của bạn (đặc biệt là nếu chúng là sản phẩm thân thiện và tương tác với người dùng) giúp ngày càng nhiều người quan tâm hơn tới lĩnh vực này.

Các hình thái tự trị:Micro Robot Swarm

Trí tưởng tưởng và óc sáng tạo của con người là không bờ bến. Thay vì các dạng sống tự nhiên, con người tạo ra những dạng sống nhân tạo, những robot có khả năng tự trị, để tìm hiểu thêm nhiều mặt của khoa học, tự nhiên, xã hội cũng như ứng dụng cho đời sống. Mục tiêu thiết kế các dạng sống tự trị nhân tạo này hiện được phát triển với nhiều cấp độ, từ những cá nhân cho đến tổ chức, từ những người chế tạo robot nghiệp dư cho tới các chuyên gia.

Ứng dụng vào đời sống hoặc cho những mục đích chuyên biệt

Robot dọn dẹp Tile Edge Domestic giúp mọi người giải phóng khỏi công việc dọn dẹp khó chịu, giải phóng họ khỏi những công việc nhà nhàm chán, giữ cho môi trường sạch sẽ hơn, an toàn hơn. Hướng phát triển robot dân dụng hiện là một trong những hướng thu hút nhiều sự quan tâm. Ngoài ra, với các nhiệm vụ mang tính chất chuyên biệt, tồn tại rủi ro cao, robot được coi là sự thay thế hoàn hảo cho con người. Robot đã và đang được sử dụng tại một loạt các môi trường khác nhau như nơi công cộng, trong những môi trường nguy hiểm, tại các địa điểm như biển sâu, chiến trường và trong không trung.Vấn đề chính với dạng robot này là khả năng thương mại hóa, bao gồm giá thành sản xuất và khả năng ứng dụng của robot.

An ninh và giám sát:
Các robot chiến thuật được sử dụng trong các khu vực nơi con người không nên hoặc không thể đi. Kích thước của robot cũng khác nhau, tùy thuộc vào dạng robot là điều khiển từ xa, bán tự trị hoặc hoàn toàn tự trị. Một trong những ứng dụng đang được quan tâm nhiều là khả năng thay thế và trợ giúp con người trên chiến trường.

Với mục tiêu khác nhau, bạn có rất nhiều lựa chọn trong việc thiết kế chế tạo một robot. Nhiều dự án chỉ mang tính học hỏi để thêm kinh nghiệm, một số khác lại có thể mang đến cho bạn những cơ hội kinh doanh tuyệt vời. Hạn chế lớn nhất và cuối cùng có lẽ là vấn đề ngân sách, tùy vào khả năng tài chính mà bạn sẽ có những quyết định phù hợp với robot của bạn. Việc xây dựng một robot có thể tiêu tốn bạn từ 100USD cho đến hàng ngàn USD. Trong các bài học tiếp sau, chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn cách thức thiết kế, chế tạo và phát triển một robot từ các thành phần cơ bản như động cơ, cảm biến, với giả thiết ngân sách có thể từ 200 cho đến 300USD (tức khoảng dưới 6 triệu đồng).

(Bài 2 đón đọc Tự động hóa số tháng 4 năm 2012)
Số 135 (3/2012)