ISO 9001 : 2008
BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU ĐIỆN TỬ, TIN HỌC, TỰ ĐỘNG HÓA
X W Y  Z X W

BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN
ĐỀ TÀI NCKH&PTCN CẤP BỘ NĂM 2012

Tên đề tài:
“NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG ỨNG DỤNG ROBOT
TRONG CÁC NGÀNH SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP VÀ ĐỀ XUẤT
CÁC GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN NGÀNH CÔNG NGHIỆP ROBOT
Ở VIỆT NAM TRONG GIAI ĐOẠN ĐẾN NĂM 2020”
Cơ quan chủ trì: Viện NC Điện tử, Tin học, Tự động hóa
Chủ nhiệm đề tài: Ths. Trần Thanh Thủy

BMI Ltd. Business Monitor Internetional Ltd.
Công ty Giám sát kinh doanh Quốc tế
CEPT Common Effective Preferential Tariff
Chương trình ưu đãi thuế quan có hiệu lực chung
CES Consumer Electronics Show
Triển lãm điện tử tiêu dùng
CIM Computer Integrated Manufacturing
Hệ thống sản xuất tích hợp máy tính
DEC
Digital Equipment Comparny
Công ty thiết bị kỹ thuật số
FDI Foreign Direct Investment
Đầu tư trực tiếp nước ngoài
FMS Flexible Manufacturing Systems
Hệ thống sản xuất linh hoạt
IAC International Auto Component
Công ty quốc tế cung cấp linh kiện, phụ tùng cho ngành công
nghiệp ô tô
ICARCV International Conference on Control, Automation, Robotics
and Vision
Hội nghị Quốc tế về Điều khiển, Tự động hóa, Robot và Tầm
nhìn
ICMT International Conference on Mechatronics Technology
Hội nghị Quốc tế về công nghệ cơ điện tử
IDG
International Data Group
Tập đoàn Dữ liệu Quốc tế
IFR International Federation of Robotics
Hiệp hội robot Quốc tế
GDP Gross Domestic Product

Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu
SCARA Selective Compliant Articulated Robot Arm
Tay máy mềm dẻo tùy ý
SMEs Small Manufacturing Enterprises
Các doanh nghiệp sản xuất nhỏ
SWOT Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats
Điểm mạnh, Điểm yếu, Cơ hội, Thách thức
VAT
Value Added Tax
Thuế giá trị gia tăng.
UAV
Unmanned Aerial Vehicle
Máy bay không người lái
WTO World Trade Organization
Tổ chức Thương mại Thế giới
7

MỞ ĐẦU

Hơn nửa thể kỷ qua, robot đã có những bước phát triển và tiến hóa mạnh mẽ.
Các hướng nghiên cứu robot đang chuyển từ robot công nghiệp sang phát triển các
robot dịch vụ và đưa robot hòa nhập vào các hoạt động của xã hội loài người.

Theo dự báo thì trong vòng 20 năm tới mỗi người sẽ có nhu cầu sử dụng một
robot cá nhân như cần một máy tính cá nhân (PC) hiện nay và robot sẽ là tâm điểm
c
ủa một cuộc cách mạng công nghệ lớn sau Internet. Với xu thế này, cùng với các
ứng dụng truyền thống khác của robot trong sản xuất công nghiệp, y tế, giáo dục
đào tạo, giải trí và đặc biệt trong an ninh quốc phòng thì thị trường robot và các
dịch vụ ăn theo robot sẽ vô cùng sôi động và rộng lớn.


Ở Hàn Quốc, theo Bộ Thông tin Kinh tế công bố tháng 12/2011 vừa qua, tổng
số lượng robot vận hành trong các doanh nghiệp sản xuất ở Hàn Quốc trong năm
2010 đã đạt 87.400 đơn vị. Dự kiến lượng robot này sẽ tiếp tục tăng lên tới
109.800 đơn vị vào năm 2013. Kết quả khảo sát năm 2009 do Bộ Thông tin Kinh
tế Hàn Quốc phối hợp với Hiệ
p hội ngành công nghiệp robot của Hàn Quốc tại 260
8

đơn vị nghiên cứu, lắp ráp, chế tạo robot trên toàn quốc cho thấy, giá trị sản xuất
robot của Hàn Quốc đã đạt 1,2 nghìn tỉ won, tăng 23% so với năm 2008. Tổng số
robot sử dụng trong các ngành sản xuất cũng đã tăng 19%, có giá trị 823,3 tỉ
won[22].

Hiện tại đang có nhiều nghiên cứu tại Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc và
nhiều quốc gia khác trên thế giới để tạo ra các loại robot có ngoạ
i hình, cử động và
cả suy nghĩ như người thật. Mặc dù nhiều dự án còn ở giai đoạn thiết kế và thử
nghiệm, nhưng những nỗ lực nêu trên chứng tỏ, con người bằng trình độ và trí
thông minh của mình, đang luôn luôn tìm tòi và cố gắng chế ngự những kỹ thuật
tinh xảo nhất.

Có thể nêu ra rất nhiều ví dụ khác để minh chứng cho sự phát triển vượt bậc
của ngành công nghiệp robot trên thế giới nói chung và một số quốc gia nói riêng
trong những năm gần đây. Tuy nhiên, trong phạm vi hạn hẹp của Phần mở đầu, chỉ
một vài ví dụ nêu trên cũng đủ để cho ta thấy ngành công nghiệp robot của các
quốc gia trên thế giới đang phát triển rất mạnh mẽ và liên tục. Đạt được những
thành quả đáng ghi nhận như vậy là do các quốc gia này có chính sách đầu tư chiều
sâu, lãnh đạo tập trung, đồng bộ và xây dựng được lộ trình và kế hoạch phát triển
ngành công nghiệp robot hợp lý. Đặc biệt là chính phủ các quốc gia này rất chú

qua truyền thông không dây và Internet…đã được chế tạo và cung cấp cho thị
trường.

Cùng với chương trình NCKH&PTCN quốc gia về tự động hóa, từ năm 2005
Tp. Hồ Chí Minh cũng đã khởi động chương trình chế
tạo robot cho doanh nghiệp.
Ngay trong năm 2005, Tp. Hồ Chí Minh đã đầu tư 50 tỷ đồng cho các nhà khoa
học nghiên cứu chế tạo robot theo các đơn đặt hàng của các doanh nghiệp. Mục
tiêu là nhằm nâng cao chất lượng robot do trong nước chế tạo, đạt yêu cầu tương
đương so với các loại robot nhập khẩu từ nước ngoài, đồng thời giảm dần từ 20%
đến 30% rồi 50% kim ngạch nhập khẩu robot và đến cuối năm 2005 phải bàn giao
đượ
c 10 bộ robot cho các doanh nghiệp. Về mặt chính sách, ưu tiên hỗ trợ cho
những doanh nghiệp đặt hàng với số lượng nhiều và các hợp đồng ký trước. Về dài
hạn, Tp.Hồ Chí Minh phấn đấu khoảng 5 - 10 năm, Việt Nam có một ngành công
nghiệp sản xuất robot phục vụ trong nước và xuất khẩu. Hiện tại chương trình
robot của Tp. Hồ Chí Minh đã đi qua một chặng đường 5 năm và đang tiếp tục
được triển khai thực hiện tiếp trong giai đoạn 2011 - 2015.

Đối với khối các doanh nghiệp thiết kế và chế tạo robot ở Việt Nam, nhiều sản
phẩm robot cũng đã gây được ấn tượng trên thị trường trong nước và quốc tế, ví dụ
robot có chức năng gắp các sản phẩm từ máy ép nhựa, hệ thống hoạt động linh
hoạt với nhiều chế độ của Công ty Suno (công ty của nhóm BKPro, vô
địch
Robocon Châu Á - Thái Bình Dương năm 2005) thuộc chương trình robot của Tp.
Hồ Chí Minh đã được nhiều doanh nghiệp biết tới; robot hàn di động, robot làm vệ
sinh đường ống thông khí, robot vạn năng, hệ thống cấp vít tự động, tay máy cấp
phôi của Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng và Dịch vụ Khoa học kỹ thuật Tp. Hồ
Chí Minh. Đặc biệt phải kể đến các sản phẩm robot của Công ty Cổ phần Robot
TOSY. Công ty Cổ phần TOSY đ

dịch vụ từ đơn giản đến phức tạp, mở ra rất nhiều cơ hội cho lĩnh vực robot Việ
t
Nam có thể đi tắt đón đầu tạo ra những sản phẩm đột phá trên thị trường trong
nước và trên thế giới. Chúng ta đã chứng kiến sự phát triển như vũ bão của công
nghệ thông tin từ khi máy tính cá nhân PC ra đời (1980) đến nay. Chỉ trong vòng
30 năm, bộ mặt của thế giới đã thay đổi đáng kể do PC thâm nhập vào mọi ngóc
ngách của cuộc sống. Hiện nay, PC đã không còn là trung tâm của của cuộ
c cách
mạng công nghệ thế giới. Thời đại hậu PC đã bắt đầu với những sản phẩm đột phá
mới đáp ứng nhu cầu của con người. Một trong những sản phẩm đầy tiềm năng này
là robot dịch vụ, đặc biệt là robot gia đình và robot cá nhân. Khi robot thâm nhập
vào từng gia đình và là yêu cầu không thể thiếu của từng cá nhân thì nó tạo nên
một thị trường khổng lồ làm thay đổ
i xã hội loài người như tác động của PC đã làm
thay đổi xã hội thời gian qua.

2. Tính cấp thiết và mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Thực tiễn đã cho thấy, việc sử dụng robot ở các nước công nghiệp trong vài
chục năm qua đã mang lại nhiều hiệu quả về kinh tế và xã hội, góp phần tăng năng
suất lao động, cải tiến chất lượng sản phẩ
m, tiết kiệm nguyên vật liệu, sớm hoàn
vốn đầu tư, cũng như chuyển đổi cơ cấu sản xuất trong sản xuất công nghiệp từ cơ
cấu “con người và máy móc” sang cơ cấu “con người - robot - máy móc”, giúp cho
con người thoát khỏi những công việc nguy hiểm, nặng nhọc, ngăn ngừa được tai
nạn lao động.

Như đã nêu ở trên, dự báo trong vòng 20 năm nữa, robot sẽ là trung tâm của
cuộc cách mạng công nghệ lớn kế tiếp sau PC - Internet của thế giới. Việt Nam
không được phép bỏ lỡ cơ hội này như cơ hội đã đến với máy vi tính PC từ hơn 30

Với các mục tiêu nêu trên, trong kế hoạch KH&CN năm 2012, Viện Nghiên
cứu Điện tử, Tin học, Tự động hoá đã đăng ký và đã được Bộ Công Thương giao
chủ trì thực hiện đề tài “Nghiên cứu, đánh giá thực trạng ứng dụng robot trong các
ngành sản xuất công nghiệp và đề xuất các giải pháp phát triển robot ở Việt Nam
trong giai đoạn đến năm 2020”.

3. Nội dung nghiên cứu

Trên cơ sở mục tiêu nghiên cứu đã xây dựng, nhóm nghiên cứu đề tài sẽ tiến
hành thực hiện các nội dung sau đây:

- Nghiên cứu tổng quan về robot;
- Phân tích, đánh giá thực trạng nghiên cứu, ứng dụng và sản xuất robot ở Việt
Nam;
- Nghiên cứu tình hình phát triển ngành công nghiệp robot tại một số nước trên
thế giới và trong khu vực;
- Dự báo nhu cầu thị trường robot và phân tích những điểm m
ạnh, yếu, thời cơ
và thách thức đối với phát triển ngành công nghiệp robot ở Việt Nam trong giai
đoạn đến năm 2020;
- Đề xuất các giải pháp, chính sách và lộ trình phát triển ngành công nghiệp
robot ở Việt Nam trong giai đoạn đến năm 2020.

Các nội dung này sẽ được bố cục trong Báo cáo tổng kết kết quả nghiên cứu
của đề tài theo các chương, mục tương ứng.
12


ạch định chính sách tham
khảo khi tiến hành xây dựng chiến lược phát triển ngành công nghiệp robot Việt
Nam trong giai đoạn đến năm 2020 và những năm tiếp theo phù hợp với các mục
tiêu đề ra.

13
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ ROBOT

1.1. Khoa học robot và những mốc lịch sử quan trọng
1.1.1. Một số khái niệm cơ bản về robot và công nghiệp robot
1.1.1.1. Một số khái niệm cơ bản về robot

Khái niệm “robot” lần đầu tiên xuất hiện tại NewYork vào ngày 09/10/1922
trong vở kịch “Những chú robot toàn cầu của Rossum” do kịch gia người Czech,
Karel Capek sáng tác năm 1921. Cho đến thời điểm này, nhiều định nghĩ
a về
robot đã ra đời. Sau đây là một số định nghĩa[30]:

Theo Viện Robot Hoa Kỳ (RIA):

“Robot là một tay máy vạn năng có thể lặp lại các chương trình được thiết kế để
di chuyển vật liệu, chi tiết, dụng cụ hoặc các thiết bị chuyên dùng thông qua các
chương trình chuyển động có thể thay đổi để hoàn thành các nhiệm vụ khác
nhau”.

Theo Hiệp hội tiêu chuẩn Pháp (AFNOR):

“Robot công nghiệp là một cơ

chương trình để thực hiện việc thay đổi vị trí của những đối tượng thao tác khác
nhau với mục đích tự động hoá các quá trình sản xuất”.

Tất cả các định nghĩa nêu trên đều thống nhất ở đặc đ
iểm “điều khiển theo
chương trình”. Đặc điểm này của robot được thực hiện nhờ sự ra đời của những
bộ vi xử lý (microprocessors) và các vi mạch tích hợp chuyên dùng được gọi là
“chip” trong thập kỷ những năm 70.

Không lâu sau khi xuất hiện robot được điều khiển theo chương trình, người
ta đã thực hiện được những robot tự hành. Và, với những bước phát triển nhanh
chóng của kỹ thu
ật điện tử và tin học, hiện nay người ta đã sáng tạo nhiều robot
cảm xúc và có khả năng xử lý thông tin. Do đó định nghĩa robot cũng có những
thay đổi bổ sung.

Nhật Bản hiện nay là quốc gia có số lượng robot dùng trong sản xuất công
nghiệp nhiều nhất thế giới. Người Nhật có quan niệm dễ dãi hơn về robot, theo họ
“robot là bất cứ thiết bị nào có thể thay thế cho lao độ
ng của con người”, ngay cả
những robot hay tay máy được điều khiển bằng “cam” cũng được liệt vào hàng
ngũ robot. Vì vậy, Hiệp Hội robot Công nghiệp Nhật Bản (JIRA) đã phân loại
robot thành sáu hạng, từ những tay máy do con người trực tiếp điều khiển từng
động tác đến những robot thông minh được trang bị trí tuệ nhân tạo.

Một số nhà khoa học hàng đầu trong lĩnh vực robot của Nhật Bản đ
ã đưa ra
những định nghĩa về robot dưới dạng những yêu cầu như sau[40]:

 Theo Giáo sư Sitegu Watanabe (Đại học Tổng hợp Tokyo) thì một robot công

Robot thế hệ thứ nhất:

Bao gồm các robot hoạt động lặp lại theo một chu trình không thay đổi
(playback robots), theo chương trình định trước. Chương trình định trước này có
thể là chương trình “cứng” không thay đổi được như điều khiển bằng hệ thống
cam và có thể là chương trình có thể thay đổi được theo yêu cầu công nghệ của
môi trường sử dụng nhờ các panel điều khiển hoặc máy tính. Đặc điểm của robot
thế hệ thứ
nhất là:

- Sử dụng tổ hợp các cơ cấu cam với công tắc giới hạn hành trình;
- Điều khiển vòng hở;
- Có thể sử dụng băng từ hoặc băng đục lỗ để đưa chương trình vào bộ điều
khiển, tuy nhiên loại này không thay đổi chương trình được;
- Sử dụng phổ biến trong công việc gắp - đặt (pick and place).

Robot thế hệ thứ
hai:

Là các loại robot được trang bị các bộ cảm biến (sensors) cho phép cung cấp
tín hiệu phản hồi về trạng thái, vị trí không gian của robot cũng như những thông
tin về môi trường bên ngoài như trạng thái, vị trí của đối tượng thao tác, của các
máy công nghệ mà robot phối hợp, nhiệt độ của môi trường, v.v giúp cho bộ
điều khiển có thể lựa chọn những thuật toán thích hợp để điều khiển robot thự
c
hiện những thao tác xử lý phù hợp. Loại robot này còn được gọi là robot được
điều khiển thích nghi cấp thấp. Đặc điểm của robot thế hệ thứ hai là:

- Điều khiển vòng kín các chuyển động của tay máy;
- Có thể tự ra quyết định lựa chọn chương trình đáp ứng dựa trên tín hiệu phản

(adaptively controlled robot) được trang bị bước đầ
u khả năng lựa chọn các đáp
ứng tuân theo một mô hình tính toán xác định trước nhằm tạo ra những ứng xử
phù hợp với điều kiện của môi trường thao tác. Đặc điểm của robot thế hệ thứ tư
là:

- Có những đặc điểm tương tự như robot thế hệ thứ hai và thứ ba, có khả năng
tự động lựa chọn chương trình hoạ
t động và lập trình lại cho các hoạt động
dựa trên các tín hiệu thu nhận được từ cảm biến;
- Bộ điều khiển phải có bộ nhớ tương đối lớn để giải các bài toán tối ưu với
điều kiện biên không được xác định trước. Kết quả của bài toán sẽ là một tập
hợp các tín hiệu điều khiển các đáp ứng của robot.

Robot th
ế hệ thứ năm

Là tập hợp những robot được trang bị trí tuệ nhân tạo (artificially intelligent
robot). Đặc điểm của robot thế hệ thứ năm là:

- Robot được trang bị các kỹ thuật của trí tuệ nhân tạo như nhận dạng tiếng nói,
hình ảnh, xác định khoảng cách, cảm nhận đối tượng qua tiếp xúc, v.v để ra
quyết định và giải quyết các vấn đề hoặc nhiệ
m vụ đặt ra cho nó;
- Robot được trang bị mạng Neuron có khả năng tự học;

17
- Robot được trang bị các thuật toán dạng Neuron Fuzzy/Fuzzy Logic để tự suy
nghĩ và ra quyết định cho các ứng xử tương thích với những tín hiệu nhận
được từ môi trường theo các thuật toán tối ưu một hay nhiều mục tiêu đồng

công nghiệp nhằm đáp ứng tính đa dạng của công nghệ và các yếu tố đầu vào.
Các ngành CNHT không chỉ bao hàm việc sản xuất hàng hóa, mà còn cả
những dịch vụ khác nhau như thiết kế, kỹ thuật, tư vấn, sản xuất thử, thử
nghiệm, kiểm tra và đánh giá chất lượng sản phẩm, chuyển giao công nghệ;
- Công nghiệp robot có tiềm năng lớn về thị trường và do đó cạnh tranh toàn cầu
để xuất khẩu các sản phẩm robot trở thành nhiệm vụ rất quan trọng đối với mỗi
quốc gia.

Với các đặc điểm nêu trên có thể thấy ngành công nghiệp robot là ngành công
nghiệp tập trung nhiều tri thức và công nghệ, tiêu hao tài nguyên và năng lượ
ng
thấp, ít ô nhiễm môi trường, giá trị gia tăng cao, ứng dụng rộng rãi, nhưng đòi hỏi
đầu tư nghiên cứu cao, phụ thuộc nhiều hơn vào tri thức và sức sáng tạo của con
người. Hơn thế, ngành công nghiệp robot còn được coi là ngành công nghiệp dựa

18
trên khoa học, với tư cách là một lực lượng sản xuất trực tiếp, tạo ra sản phẩm có
hàm lượng khoa học cao và năng suất lao động cũng rất cao.

1.1.2. Những mốc lịch sử quan trọng[39]
1.1.2.2. Thời kỳ của những tưởng tượng về robot

Đồng hồ nước của người Babilon - Clepsydra - 1400 trước Công nguyên:

Hình 1.1. Đồng hồ nước của người Babilon.

Người Babilon phát minh một chiếc đồng hồ đo thời gian sử dụng dòng chảy
của nước. Đây được coi là cỗ máy “robot” đầu tiên trong lịch sử. Sự nhỏ giọt của
đồng hồ nước chính là tiền thân của nhịp tích tắc của đồng hồ hiện đại. Nó hoạt
động dựa trên sự tăng, giảm ổn định của mực nước trong một bình chứa để chỉ

tuyệt vời của ông được ngưỡng mộ và chào đón trên toàn châu Âu, được các vị
vua và các nhà khoa học ngợi khen và kính nể. Nhà bác học Voltaire đã gọi ông là
“Prometheus mới”. Giống như vị thần Hy Lạp đó, Jacques de Vaucanson có sức
mạnh tạo ra cuộc sống. Năm 1973, Voltaire đã giới thiệu hai cỗ máy trong một
cuộc triển lãm. Một là hình nhân đánh trống, thổi sáo, có thể thổi sáo nhanh hơn
bất kỳ người thật nào. Hai là một chú vịt máy có thể ăn thức ăn trong tay của
khách tham quan, có thể nuốt, tiêu hóa và thải chất thải ra ngoài. Chú vịt này
chính là chú vịt của Vaucanson. Voltaire đã phải thốt lên: “Nếu không có chú vịt
biết tiêu hóa này, thì sẽ chẳng có gì để nhớ đến thời kỳ huy hoàng của nước
Pháp”. Chú vịt được làm bằng đồng mạ vàng, có kích thước bằng một chú vịt thật,
có thể uống nước, quậy nước bằng mỏ, kêu, đứng và ngồi bằng chân. Điều đặc
biệt gây kinh ngạc là chú ta có thể nuốt thức ăn bằng một động tác nhanh và chính
xác như thật nhờ một cái cổ rất linh hoạt.

20
Khung cửi của Jacquard

Hình 1.4. Khung cửi của Jacquard

Khung cửi của nhà phát minh người Pháp Joseph Marie - Jacquard là chiếc
khung cửi có thể tự động dệt những mẫu hoa văn và hình vẽ cực kỳ phức tạp với
tốc độ giống như dệt những mảnh vải trơn không có họa tiết. Ý tưởng hay nhất
của Jacquard là điều khiển quá trình dệt bằng cách sử dụng một hệ thống thẻ đục
lỗ và móc. Những thẻ này rất dày và có những lỗ hình vuông trên đó. Những lỗ
trên khay thẻ này sẽ dẫn hướng cho móc và kim dệt. Khi những chiếc móc tiếp
xúc với thẻ, chúng sẽ bị giữ lại nếu chúng không gặp các lỗ trên thẻ. Như vậy,
những cái móc này có thể đi xuyên qua các lỗ bằng đầu kim và móc thêm một sợi
chỉ khác vào, hình thành các hoa văn mong muốn. Các hoa văn phức tạp được dệt
bằng cách thay từng thẻ sau mỗi lần sử dụng hoặc dùng lại nhiều lần. Ý tưởng về
những chiếc thẻ đục lỗ có tính cách mạng lớn lao vì đã phát hiện ra là một chiếc

thí nghiệm trí tuệ nhân tạo Stanford đã chế tạo ra cánh tay Stanford. Thiết kế này
đã trở thành chuẩn mực và vẫn đang ảnh hưởng nhiều đến những thiết kế của
những cánh tay robot ngày nay. Đây là cánh tay robot đầu tiên chạy bằng điện và
được điều khiển bằng máy tính thành công. Robot này có 6 khớp, cho phép giải
động học ngược cho robot, có thể đi theo một lộ trình tùy ý và mở rộng khả năng
cho các ứng dựng phức tạp hơn như robot lắp ráp và hàn hồ quang. Cũng chính
robot này đã được các nhà khoa học sử dụng để phát triển những kỹ thuật lắp ráp
công nghiệp cho các cánh tay robot thương mại sau này. Victor Scheinman sau đó
đã bán thiết kế cho Unimation, hãng này với sự giúp đỡ của General Motors đã
phát triển robot này thành dòng robot công nghiệp PUMA (Programmable
Universal Machine for Assembly) được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyền lắp
ráp tự động và rất nhiều tác vụ công nghiệp khác.

Shakey Hình 1.6. Shakey

22
Shakey là robot di động đầu tiên có thể suy luận hoạt động của nó do trung
tâm trí tuệ nhân tạo của Viện nghiên cứu Stanford (SRI) phát triển từ năm 1966
cho đến năm 1972. Shakey là nền tảng và có ảnh hưởng to lớn đến trí tuệ nhân tạo
và khoa học robot ngày nay. Shakey có một camera vô tuyến, một máy đo khoảng
cách bằng phương pháp ba điểm, một cảm biến chấn động. Shakey được kết nối
với hai máy tính DEC PDP - 10 và PDP - 15 thông qua sóng radio và sóng vô
tuyến, sử dụng các chương trình để nhận biết, lập mô hình thế giới xung quanh và
các hoạt động. Các lệnh con bậc 1 điều khiển các hoạt động di chuyển, quay và
xác định đường đi; các lệnh bậc 2 phối hợp với các lệnh 1 để thực hiện các lệnh
phức tạp hơn một cách nhanh hơn. Các lệnh bậc 3 có thể xây dựng và điều hành
kế hoạch để đạt được những mục tiêu mà người sử dụng đưa ra. Hệ thống cũng

muốn làm như hàn, lắp ráp hoặc kiểm tra sản phẩm. Tiêu biểu cho những sáng
chế mới ứng dụng trong các lĩnh vực dịch vụ, giải trí, khám phá những vùng nguy
hiểm và robot dáng người có thể kể đến là:

Robot 8 chân Dante - 1992

Robot 8 chân Dante đã được sử dụng để thực hiện việc thám hiểm núi lửa
Erebus ở Antarctica. Robot 8 chân Dante được điều khiển từ Mỹ và đã thu thập
được một số dữ liệu nhất định. Tuy thử nghiệm này không thành công và phải
ngừng lại do những khó khăn về mặt cơ khí, nhưng những kết quả mà thử nghiệm
đem lại đã đặt những cột mốc, khuyến khích các nhà khoa học mạnh dạn nghiên
cứu, phát triển để tạo ra những robot thám hiểm thay thế cho con người tại những
khu vực nguy hiểm.
Hình 1.8. Robot 8 chân Dante

ASIMO - 2000

ASIMO là viết tắt của Advanced Step in Innovative Mobility, có nghĩa là
"Bước đột phá về khả năng di chuyển sáng tạo". Năm 2000, sau 14 năm dài
nghiên cứu và thử nghiệm, công ty Honda đã cho ra đời Asimo - người máy thông
minh và giống người thật nhất thế giới. Asimo cao 1,2m, nặng 52 kg, có thể di
chuyển với tốc độ 1,6km/giờ, có thể biểu lộ cử chỉ giống con người như khóc,
giận, khoái chí, vui mừng, ngạc nhiên, Asimo thực sự là niềm tự hào không chỉ
của riêng Honda mà của toàn nước Nhật. Cùng với Honda, Asimo đã đi khắp nơi
trên thế giới để truyền bá thông điệp cho những người trẻ tuổi: “Dũng cảm theo

24Hình 1.10. Roomba 25
Robot HRP - 4C - 2010

Robot HRP - 4C là cô gái robot đã trình diễn cùng hai bạn nhảy “người thật”
tại triển lãm sản phẩm số DCE ở Tokyo vào ngày 17/10/2010 do Học viện quốc
gia Công nghệ và Khoa học công nghiệp tiên tiến của Nhật Bản phát triển. Cô
robot được cài đặt phần mềm giải trí có tên gọi là Choreonoid, ghép giữa hai từ
“choreograph (ba lê)” và “humanoid (giống người)”.
Hình 1.11. Robot HRP - 4C trình diễn cùng hai bạn nhảy “người thật”
tại triển lãm sản phẩm số DCE ở Tokyo vào ngày 17/10/2010

Robot Curiosity

Robot Curiosity là robot thăm dò sao Hỏa mới nhất của NASA. Vào lúc 1h30
sáng ngày 6/8/2012 theo giờ miền đông nước Mỹ, tức 12h30 theo giờ Hà Nội,
Curiosity đã đáp xuống hố Gale trên sao Hỏa. Tốc độ của Curiosity trong bầu khí
quyển sao Hỏa là 20.000 km/h. Thiết bị lao trong bầu khí quyển 13 phút trước khi
phát tín hiệu về trái đất để xác nhận nó đã hạ cánh an toàn với tốc độ là 0,6 m/giây
khi chạm đất.


- Nguồn cung cấp;
- Hệ thống cảm biến tín hiệu là thành phần thực hiện việc nhận biết và biến đổi
thông tin về hoạt động của bản thân robot và của môi trường - đối tượng robot
phục vụ.

Trên hình 1.13 trình bày sơ đồ cấu trúc cơ bản của một robot công nghiệp[40].
Hình 1.13. Sơ đồ cấu trúc cơ bản của một robot công nghiệp

Thuật ngữ “tay máy” và robot trong quan niệm của nhiều nhà chuyên môn
trong lĩnh vực này không có sự khác biệt. Thực tế có thể hiểu tay máy là một dạng
robot có cấu tạo mô phỏng theo những đặc điểm cấu tạo cơ bản của cánh tay
Giao tiếp ngõ
vào: con người
Bộ điều khiển
Nguồn cung cấp

một trục, hoặc chuyển động quay quanh trục) là một trục, tương ứng theo đó là
một toạ độ suy rộng dùng để xác định vị trí của trục trong không gian hoạt động.
Mỗi trục của tay máy đề
u có cơ cấu tác động và cảm biến vị trí được điều khiển
bởi một bộ xử lý riêng.

Thông qua các khảo sát thực tế, người ta nhận thấy, để nâng cao độ linh hoạt
của tay máy sử dụng trong công nghiệp, các tay máy phải có số bậc chuyển động
cao. Tuy nhiên, số bậc chuyển động này không nên quá 6. Lý do chính là với 6
bậc chuyển động, nếu bố trí hợp lý, sẽ đủ để tạ
o ra khả năng chuyển động linh
hoạt của khâu tác động cuối nhằm có thể tiếp cận đối tượng thao tác (nằm trong
vùng không gian hoạt động của nó) theo mọi hướng. Ngoài ra, số bậc tự do nhiều
hơn 6 sẽ không kinh tế và khó điều khiển hơn.

Bộ điều khiển là thành phần đảm bảo cho robot hoạt động đúng theo chương
trình cài đặt trước hoặc nhận biết được trong lúc làm việc. Bộ điều khiển robot
thường cấu thành từ các bộ phận cơ bản tương tự như máy tính (bộ điều khiển PC
based) bao gồm bộ xử lý trung tâm, bộ nhớ và bộ xuất/nhập kết hợp với màn hình
để hiể
n thị các lệnh khi lập trình và đồng thời theo dõi sự thay đổi toạ độ trong
dịch chuyển của các khâu. Toàn bộ các phần nói trên được bố trí bên trong tủ điều
khiển chính và được sắp xếp theo từng mô đun gồm các bo mạch điện tử. Bên
cạnh đó, để lập trình một cách thuận tiện cho robot, các nhà chế tạo thường bố trí
một pa nen kết nối song song (còn gọi là bộ teach pendant), với phím bấm
để thực
hiện các thao tác điều khiển trực tiếp chuyển động của các trục trên robot trong

28
chế độ lập trình huấn luyện (teaching mode) và bên trong là một bo mạch kết nối

ch chuyển của các khớp động và thường được lắp bên cạnh tủ điều khiển.
Trên các robot công nghiệp có thể sử dụng đồng thời nhiều nguồn dẫn động như
điện, thủy lực, khí nén. Tuỳ theo dạng nguồn dẫn động được sử dụng trên robot
mà cấu tạo của phần nguồn cung cấp có thể thay đổi rất đa dạng. Nguồn dẫn động
cũng là một đặc điểm quan trọng khác của robot, trong một chừng mực nào đó
nguồn dẫn động làm ảnh hưởng đến không gian làm việc của robot. Ngoài ra việc
thay đổi nguồn dẫn động (mà hiện nay được chế tạo theo từng cụm đặc trưng) sẽ
giúp nhanh chóng thay đổi kiểu, dạng của robot để phục vụ cho những yêu cầu
công việc khác nhau.

Hệ thống cảm biến tín hiệ
u là thành phần thực hiện việc nhận biết và biến đổi
thông tin về hoạt động của bản thân robot và của môi trường - đối tượng robot
phục vụ hoặc các dò tìm khác.