20 Jan, 2021
Robotics
Hôm qua tôi nhận được một email từ sinh viên phần mềm hỏi về robotics và cách học lĩnh vực kích động này.
Đáp: Robotics là nhánh công nghệ giải quyết với thiết kế, xây dựng, vận hành và chế tạo người máy robots. Có nhiều lĩnh vực được liên kết với robotic như kĩ nghệ cơ khí, kĩ nghệ điện, trí tuệ nhân tạo, học máy và khoa học máy tính.
Trong quá khứ, robot phần lớn là đồ chơi nhưng ngày nay, robot đóng một vai trò rất quan trọng trong nhiều khu vực. Robot giữ vai trò quan trọng trong chế tạo, từ xây dựng cho tới tạo ra đồ đạc, từ làm xe hơi cho tới hàn các bộ phận máy bay v.v. Nỗ lực hiện thời là nghiên cứu cách robot có thể có năng suất hơn, cách chúng có thể giúp đỡ tốt hơn trong trị liệu y tế hay tạo ra robot có thể lái xe qua vùng đất mềm, đào sâu vào đất để tìm mẫu quặng, hay làm việc ở khu vực ô nhiễm cao không phù hợp cho con người.
Có nhiều khu vực trong robotic: Một khu vực hội tụ vào trí tuệ nhân tạo, làm cho robot thông minh hơn để cho chúng có thể xử lí thông tin nhanh hơn và tốt hơn. Khu vực khác là làm cho chúng di động hơn nên chúng có thể vận hành nhanh chóng hơn và linh hoạt hơn. Có những robot có thể làm việc cùng nhau và tổ chức các nhiệm vụ sao cho chúng có thể vận hành một loạt các hoạt động để đạt tới mục tiêu. Khu vực khác đang hội tụ vào giao tiếp con người của chúng và làm cho chúng học từ sai lầm (học máy) để tiến hành các nhiệm vụ phức tạp mà không phạm lỗi. Robot nổi tiếng nhất là máy tính IBM có tên Watson đã học đánh bại con người trong trò chơi tên là “Jeopardy” nơi chúng toàn phải trả lời các câu hỏi ngẫu nhiên. Khu vực khác là việc phát triển robotic sinh y có thể giống con người, và tất nhiều còn nhiều hơn nữa.
Đại học Carnegie Mellon là một trong các trường hàng đầu về robotics. Nhiều robot tại CMU được làm mô hình theo con vật. Robot rắn có thể đi trong khu vực nhỏ như rắn đi trong những chỗ khó như đường ống dầu để chụp ảnh, sửa vấn đề. Robot đi trên nước được lấy mô hình theo nhện nước hay muỗi to đi trên nước. Để xác định thể chất của sinh vật, các nhà khoa học CMU dùng bộ vi kích thích để mô phỏng chuyển động của con rận. Robot này có thể đi vào những chỗ khó trên nước với sức mạnh và hiệu quả. Ô tô tự lái là ứng dụng khác của robotic trong xe hơi nơi chiếc xe không người điều kiển có thể đi từ Los Angeles tới Las Vegas, từ New York tới San Francisco toàn bởi chính nó. Phần mềm chạy trên Watson của IBM được phát triển tại CMU. “Robot” học máy này đã học mọi sách trong vài thư viện cho nên nó có thể trả lời nhiều câu hỏi ngẫu nhiên từ con người trong vài giây. Bạn có thể hỏi “Watson” gần như bất kì cái gì và nó sẽ cho bạn câu trả lời đúng trong một phần giây.
Nhiều sinh viên thích làm việc với “robot tương lai” cho nên vài năm trước, một số trong họ đã tạo ra những robot có thể xây dựng bản sao của bản thân nó. Về cơ bản, những robot này được làm từ các khối lập phương đơn thể đơn giản mà có điện từ trên chúng, điều cho phép chúng gắn lại và tách ra từ nhau. Từ đó những robot này học cách uốn, tái cấu hình và rồi thao tác các khối lập phương này để tạo ra các bản sao khác. Có thể trong tương lai gần, chúng có thể làm việc trên những thứ phức tạp hơn mà có thể sửa bản thân chúng và thay thế các mô đun lỗi. Tôi nghĩ các sinh viên này xem quá nhiều “phim người biến đổi”.
Một số sinh viên thích nghiên cứu các robot có thể được biến đổi thành “siêu nhân” cho nên họ thiết kế bản mẫu robot được tạo nên từ các bộ phận thân thể người như tay và chân mà có thể được nối với chân và tay của người dùng. Những bản mẫu này được trang bị bằng các đơn vị sức nước cho phép các robot mang tải lớn và nặng các thứ. (Nếu bạn xem phim “Avatar” bạn biết nó giống cái gì).
Sinh viên khoa học máy tính hay kĩ nghệ phần mềm, người đang cân nhắc vào trường sau đại học có thể cần nhìn vào robotic như lĩnh vực học tập tương lai. Nó là lĩnh vực tương đối mới, nó vui, nó cho phép sinh viên để trí tưởng tượng của họ soải cánh bay lên cao để làm việc trên nhiều ứng dụng robot mà ngày nay mọi người thậm chí không nghĩ là có thể được. Để biết thêm thông tin bạn có thể xem trong các móc nối sau:
http://www.ri.cmu.edu/education_sub.html?menu_id=235
http://www.ri.cmu.edu/ri_static_content.html?menu_id=274
—-English version—-
Robotics
Yesterday I received an email from a software student asking about robotics and how to study this exciting field.
Answer: Robotics is the branch of technology that deals with the design, construction, operation, and manufacture of robots. There are many fields associated with robotics such as Mechanical Engineering, Electrical Engineering, Artificial Intelligence, Machine Learning, and Computer Science.
In the past, robots are mostly toys but today, robots play a very important things in many areas. Robots play a important role in manufacturing, from construction to creating furniture, from building cars to welding airplanes parts etc. The current effort is researching how robots can be more productive, how they can better aid in medical treatment or creating robots that can drive over rugged terrain, dig deep into the soil to find mineral samples, or working in highly contaminated areas that is not suitable for human being.
There are many areas in robotics: One area is focusing on artificial intelligence, making robots more intelligent so they can process information faster and better. Another area is on making them more mobile so they can operate quicker and more flexible. There are robots that can work together and organize tasks so they can operate a series of activities to achieve an objective. Another area is focusing on their human interaction and making them learn from mistakes (Machine learning) to conduct sophisticated task without making error. The most well known is an IBM computer named Watson that have learned to defeat people in a game called “Jeopardy” where they all have to answer random questions. Another area is on the development of bio-medical robotics that can resemble a human being, and of course much more.
Carnegie Mellon University is one of the top schools in robotics. Many robots at CMU are modeled after animals. The snake robots can travel in small area like a snake to go into difficult places such as a oil pipeline to take pictures, fix problems. The water strider robot is modeled after a water strider bug or a big mosquito that walks on water. In order to determine the physics of the creature, CMU scientists used micro-actuators to simulate the bug’s movements. This robot can go into difficult places on water with power and efficiency. The self-driven car is another application of robotics in cars where a unmanned car can travel from Los Angeles to Las Vegas, from New York to San Francisco all by itself. The software that run on IBM’s Watson is developed at CMU. This Machine Learning “robots” already learned all the books in several libraries so it can answer many random questions from people in seconds. You can ask “Watson” almost anything and it will give you the correct answer in fraction of a second.
Many students like to work on “futuristic robots” so few years ago, some of them created robots that can build copies of itself. Basically, these robots are made of some simple modular cubes that have electro-magnetic on them, which allows them to attach to and detach from one another. Since these robot learn how to bend, reconfigure and then manipulate these cubes to create another copies. It is possible in the near future, they can work on more sophisticated things that could repair themselves and replace defective modules. I think these students watch too many “Transformers movies”.
Some students like to study robots that can be transformed into a “super-human” so they design a robots prototype made up of human body parts such as arm and legs that can be connected to the user’s feet and arms. These prototypes are equipped with a hydraulic power units that allow the robots to carry large and heavy loads of things. (If you see the movie “Avatar” you know what it look like).
Computer Science or Software Engineering students who want to consider going to graduate school may want to look into robotics as a future study field. It is a relatively new field, it is fun, it allows students to let their imagination soaring high to work on many robots applications that today people have not even think that it is possible. For more information you may look into the following link: