NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN THUẬT TOÁN TỐI ƯU HÓA TÍNH TOÁN QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CHO ROBOT TỰ HÀNH TRONG NHÀ CÓ KỂ ĐẾN TƯƠNG TÁC VỚI CON NGƯỜI
Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
Luận án tập trung vào việc nghiên cứu và phát triển các thuật toán tối ưu hóa tính toán quỹ đạo chuyển động cho robot tự hành hoạt động trong môi trường trong nhà có tương tác với con người. Trong bối cảnh khoa học công nghệ phát triển vượt bậc, việc ứng dụng robot tự hành ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực như y tế, giáo dục, sản xuất và quân sự. Tuy nhiên, khi hoạt động trong môi trường có con người, robot cần đảm bảo an toàn, thân thiện và có khả năng tương tác giống con người, đặc biệt trong việc tiếp cận và tính toán tư thế phù hợp.
Mục tiêu chính của luận án là nghiên cứu, phát triển các thuật toán tối ưu hóa quỹ đạo chuyển động cho robot tự hành. Cụ thể, đề xuất thuật toán tối ưu hóa quỹ đạo để tránh người trong nhà, có tính đến các ràng buộc xã hội, dự đoán di chuyển của người, đảm bảo an toàn và thân thiện. Đồng thời, đề xuất thuật toán cho robot tiếp cận người đang đi hoặc nhóm người, cũng như xây dựng robot hai bánh vi sai để thực nghiệm đánh giá hiệu quả.
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống dẫn đường cho robot tự hành hai bánh vi sai, tập trung vào việc tránh và tiếp cận người. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong môi trường trong nhà, bỏ qua hiện tượng trượt bánh xe và coi mặt đường bằng phẳng. Luận án phát triển thuật toán tối ưu hóa quỹ đạo có tích hợp các ràng buộc mang tính xã hội, xử lý các tình huống khác nhau để robot di chuyển giống con người.
Nội dung nghiên cứu bao gồm các thuật toán tối ưu hóa quỹ đạo chuyển động, dẫn đường, tránh vật cản, xác định vùng tiếp cận người, cùng với việc viết chương trình mô phỏng và xây dựng robot thực để kiểm nghiệm. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm thống kê, phân tích, tổng hợp, lý thuyết, kế thừa các nghiên cứu trước, mô phỏng và thực nghiệm.
Luận án có ý nghĩa khoa học trong việc mở rộng cơ sở lý thuyết về robot tự hành tương tác con người và phát triển thuật toán tính toán quỹ đạo. Về thực tiễn, các kết quả có thể ứng dụng cho robot dịch vụ trong bệnh viện, nhà hàng, kho bãi và môi trường độc hại.
Các đóng góp chính của luận án bao gồm:
Luận án đã thực hiện mô phỏng và thực nghiệm kiểm chứng các thuật toán STEB, TDTEB, GTEB trên robot hai bánh vi sai, chứng minh hiệu quả trong việc tránh người an toàn, dự đoán hướng đi và tiếp cận người một cách linh hoạt, thân thiện.