NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
PHẦN I: NGƯỜI MÁY ASIMO VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 1
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU VỀ NGƯỜI MÁY ASIMO-TRÍ TUỆ NHÂN TẠO
1. TRÍ TUỆ NHÂN TẠO
1.1. Lịch sử hình thành phát triển
Trí tuệ nhân tạo-TTNT (tiếng Anh: Artificial Intelligence, thường được viết tắt là
AI), nó chính thức được bắt đầu vào năm 1956, mặc dù việc này đã bắt đầu từ 5
năm trước. Cùng với ngành di truyền học hiện đại, đây là môn học được nhiều nhà
khoa học đánh giá: “là lĩnh vực tôi thích nghiên cứu nhất trong số những môn tôi
muốn theo đuổi”. Một sinh viên vật lý đã có lý khi nói rằng: tất cả các ý tưởng hay
đã được Galileo, Newton, Einstein tìm rồi; một số ý tưởng khác lại mất rất nhiều
năm nghiên cứu trước khi có vai trò thực tiễn. AI vẫn là vấn đề để trống từ thời
Einstein.
Qua hơn 2000 năm, các triết gia đã cố gắng để hiểu cách nhìn, học, nhớ và lập
luận được hình thành như thế nào. Sự kiện những chiếc máy tính có thể sử dụng
được vào đầu những năm 50 của thế kỉ XX đã làm các nhà tri thức thay đổi hướng
suy nghĩ. Rất nhiều người cho rằng: “những trí tuệ siêu điện tử” mới này đã cho ta
dự đoán được tiềm năng của trí tuệ. AI thực sự khó hơn rất nhiều so với ban đầu
mọi người nghĩ.
Khởi nguồn của AI
Những công việc đầu tiên của AI được Warren McCulioch và Walter Pitts (1943)
thực hiện. Họ đã nghiên cứu ba cơ sở lí thuyết: triết học cơ bản và chức năng của
các nơ ron thần kinh; phân tích về các mệnh đề logic là của Russell và whitehead
và cuối cùng là thuyết dự đoán của Turning. Họ đã đề ra mô hình nơ ron nhân tạo,
trong đó mỗi nơ ron được đặc trưng bởi hai trạng thái “bật”, “tắt”. McCulloch và
Pitts cũng đã phát hiện: mạng nơ ron có khả năng học. Donald Hebb (1949) sử
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 2
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
dụng luật học đơn giản tượng trưng cho việc truyền thông tin giữa các giữa các nơ

này vẫn còn xa mới thành hiện thực, tuy vậy những thành tựu đạt được cũng không
hề nhỏ. Chúng ta đã làm được các hệ thống (phần mềm chơi cờ vua chạy trên siêu
máy tinh GeneBlue) có thể thắng được vua cờ thế giới; chúng ta đã làm được các
phần mềm có thể chứng minh được các bài toán hình học,… Hay nói cách khác,
trong một số lĩnh vực, máy tính có thể thực hiện tốt hơn hoặc tương đương con
người (tất nhiên không phải tất cả các lĩnh vực). Đó chính là các hệ thống thông
minh.
Có nhiều cách tiếp cận để làm ra trí thông minh của máy (hay là trí tuệ nhân tạo),
chẳng hạn là nghiên cứu cách bộ não người sản sinh ra trí thông minh của loài
người như thế nào rồi ta bắt chước nguyên lý đó, nhưng cũng có những cách khác
sử dụng nguyên lý hoàn toàn khác với cách sản sinh ra trí thông minh của loài
người mà vẫn làm ra cái máy thông minh như hoặc hơn người. Trí tuệ nhân tạo ở
đây là nói đến khả năng của máy khi thực hiện các công việc mà con người thường
phải xử lý; và khi dáng vẻ ứng xử hoặc kết quả thực hiện của máy là tốt hơn hoặc
tương đương với con người thì ta gọi đó là máy thông minh hay máy đó có trí
thông minh. Hay nói cách khác, đánh giá sự thông minh của máy không phải dựa
trên nguyên lý nó thực hiện nhiệm vụ đó có giống cách con người thực hiện hay
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 4
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
không mà dựa trên kết quả hoặc dáng vẻ ứng xử bên ngoài của nó có giống với kết
quả hoặc dáng vẻ ứng xử của con người như thế nào.
1.3.Vài lĩnh vực trong trí tuệ nhân tạo
Có nhiều nội dung nghiên cứu và phát triển của TTNT, từ cách để máy có thể suy
diễn logic và nhận thức, cách ra quyết định và giải quyết vấn đề, cách biểu diễn tri
thức con người trong máy, cách lập kế hoạch hành động, hay cách máy biết tự học
để tạo ra tri thức mới, … đến dịch tự động các ngôn ngữ, tìm kiếm thông tin trên
Internet, robot thông minh. Ta nói về một vài lĩnh vực của TTNT có nhiều thay đổi
trong những năm vừa qua.
Lập luận, suy diễn tự động
Khái niệm lập luận, và suy diễn được sử dụng rất phổ biến trong lĩnh vực AI. Lập

kho ngữ âm tốt, ta có thể sớm hy vọng vào các hệ nhận dạng tiếng nói thông minh
và chính xác.
Liệu máy có hiểu được tiếng nói và văn bản của con người?
Hiểu ngôn ngữ là một đặc trưng tiêu biểu của trí tuệ và việc làm cho máy hiểu
được ngôn ngữ là một trong vài vấn đề khó nhất của TTNT nói riêng và CNTT nói
chung. Ta lấy thí dụ của Marvin Minsky năm 1992 khi lý giải tại sao vấn đề này lại
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 6
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
khó và lĩnh vực này tiến chậm: “Xét một từ, chẳng hạn ‘sợi dây’. Ngày nay không
một máy tính nào có thể hiểu nghĩa từ này như con người. Ta có thể kéo một vật
bằng một sợi dây, nhưng không thể đẩy một vật bằng sợi dây. Ta có thể gói một gói
hàng hoặc thả diều bằng một sợi dây, nhưng không thể ăn sợi dây này. Trong vài
phút, một đứa trẻ nhỏ có thể chỉ ra hàng trăm cách dùng hoặc không dùng một sợi
dây, nhưng không máy tính nào có thể làm việc này”.
Để hiểu nghĩa một câu, máy không chỉ cần biết nghĩa từng từ, mà trước hết phải
biết phân tích được câu này về mặt ngữ pháp. Để làm việc này, đại thể máy phải
tách câu thành các từ đơn lẻ hay cụm từ, nhận biết chúng là các loại từ gì, rồi xác
định cấu trúc của câu, đoán nghĩa của từng từ, và giải nghĩa cả câu. Ngôn ngữ
thường nhập nhằng đa nghĩa và điều này trở nên vô cùng khó với máy. Lấy một thí
dụ quen thuộc của câu đơn giản ‘ông già đi nhanh quá’. Với hai cách phân tách từ
và cụm từ thành (ông già)(đi)(nhanh quá) và (ông)(già đi)(nhanh quá), với các
nghĩa khác nhau của động từ ‘đi’, của cụm từ ‘ông già’, … ta cũng có dăm cách
hiểu câu nói trên. Làm sao để máy tự động hiểu đúng nghĩa một câu nói bất kỳ còn
là một thách thức lâu dài của ngành TTNT.
Dịch tự động
Liên quan đến hiểu ngôn ngữ là việc dịch tự động từ tiếng này sang tiếng khác,
chẳng hạn dịch câu ‘ông già đi nhanh quá’ sang tiếng Anh. Việc dịch này đòi hỏi
máy không những phải hiểu đúng nghĩa câu tiếng Việt mà còn phải tạo ra được
câu tiếng Anh tương ứng. Nhiều dự án dịch tự động đã được theo đuổi từ hàng
chục năm qua, và chắc còn phải tiếp tục nhiều chục năm nữa để có được những hệ

NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 8
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
thực, … Mục tiêu dài hạn của đề án RoboCup là đến năm 2050, sẽ làm được một
đội người máy có thể thắng đội bóng đá vô địch thế giới. Một trong các ứng dụng
chính của các công nghệ RoboCup là giải thoát nạn nhân trong các thảm họa.
Số người chết hằng năm ở Mỹ do tai nạn ôtô chỉ đứng sau số chết do bệnh tim và
ung thư. Chế tạo được ôtô tự lái và an toàn cao là một mục tiêu được DARPA khởi
xướng và hỗ trợ dưới dạng một cuộc thi mang tên ‘thách thức lớn của DARPA’
(DARPA grand chal-lenge). Cuộc thi cũng hướng đến sáng tạo các công nghệ tích
hợp của thị giác máy, robot, lập kế hoạch tự động, học máy, lập luận, … để ôtô có
thể tự chạy an toàn. Cuộc thi bắt đầu năm 2004 với yêu cầu xe tự đi 150 dặm qua
sa mạc Nevada ở Mỹ. Có 106 đội tham gia, nhưng xe đi xa nhất chỉ được 7 dặm.
Cuộc thi năm 2005 yêu cầu xe tự đi qua 132 dặm của sa mạc, đường khó hơn với
hầm hẹp, dốc núi. Có 195 đội tham gia, và sau 6 giờ đua, hai đội của đại học
Stanford và Carnegie Melon đã về nhất và nhì. Tháng 11.2007, cuộc thi chuyển
qua lái trong thành phố với các vận động phức tạp như tránh xe khác, đỗ xe trong
bãi, qua ngã tư, … tại Victorville, California với sự tham gia của 35 đội, thi qua
nhiều vòng trong 8 ngày. Kết thúc cuộc đua, các đội của đại học Pittsburgh,
Stanford, và Blackburg lần lượt giành các giải nhất, nhì và ba. Sẽ đến một ngày,
những chiếc ôtô chạy trên đường không cần người lái. Chỉ nói nơi muốn đến, xe sẽ
đưa ta đi và đi an toàn.
ASIMO là một sản phẩm của trí tuệ nhân tạo với tư duy logic giống với con người
như nhận dạng khuôn mặt, âm thanh, có thể phân tích lời nói để hành động Trí
tuệ nhân tạo của ASIMO còn được biểu hiện bởi hoạt động tương tác với các chi
đầy đủ như con người.
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 9
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
2. ASIMO
ASIMO- viết tắt của Advanced Step in Innovative Mobility (tạm dịch là Bước đột
phá về sự sáng tạo trong công nghệ chuyển động). Được thiết kế và phát triển bởi

soát vận chuyển dự đoán, cho phép tăng tính linh hoạt chung và mượt mà, giống
với chuyển động đi bộ của con người hơn. Được giới thiệu vào năm 2000, phiên
bản đầu tiên của ASIMO được thiết kế để hoạt động trong một môi trường con
người mà sẽ cho phép nó hỗ trợ tốt hơn con người trong những tình huống thực tế.
Kể từ đó, một số mô hình được cập nhật đã được sản xuất để cải tiến khả năng ban
đầu của nó trong thực hiện nhiệm vụ hỗ trợ tính di động. Một ASIMO mới đã được
giới thiệu vào năm 2005, với một tăng tốc độ chạy lên đến 6 km/h, gấp hai lần tốc
độ robot ban đầu. ASIMO đã nỗ lực để leo lên cầu thang trong một bài thuyết trình
tại Tokyo vào tháng Mười Hai năm 2006, nhưng một tháng sau đó, ASIMO đã
chứng minh nhiệm vụ chẳng hạn như đá một quả bóng đá, chạy và đi bộ lên và
xuống cầu thang tại Consumer Electronics Show ở Las Vegas, Nevada.
Năm 2007, Honda đã cập nhật các công nghệ thông minh trong ASIMO, cho phép
nhiều người máy ASIMO làm việc phối hợp được cùng nhau . Phiên bản này cũng
giới thiệu khả năng để bước sang một bên khi con người tiếp cận các robot và khả
năng hồi đáp lại khi cảm nhận được mức độ pin thấp .
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 11
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
2.2.Các tính năng và công nghệ:
Hình dạng:
ASIMO có chiều cao 130 cm và cân nặng 54 kg. Nghiên cứu được tiến hành bởi
Honda cho thấy chiều cao lý tưởng cho một robot trợ tính di động là từ 120 cm
đến chiều cao của một người lớn trung bình, như vậy sẽ có lợi cho sử dụng tay nắm
cửa và công tắc đèn. ASIMO được cung cấp bởi một nguồn pin 51,8 V lithium ion
với thời gian hoạt động khoảng một giờ. Chuyển sang pin hydride nickel metal
trong năm 2004 đã làm tăng số lượng thời gian hoạt động của ASIMO trước khi
phải sạc. ASIMO có một bộ ba chiều vi xử lý máy tính đã được tạo ra bởi Honda
và bao gồm một bộ ba khuôn xếp chồng lên nhau, một bộ xử lý, chuyển đổi một tín
hiệu và bộ nhớ. Các máy tính điều khiển chuyển động của ASIMO được đặt trong
khu vực eo của robot và có thể được điều khiển bởi một máy tính, điều khiển
không dây, hoặc các lệnh bằng giọng nói.

1. NHỮNG BƯỚC ĐI ĐẦU TIÊN TRONG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO
ROBOT
1.1. THẾ HỆ RÔ-BỐT LOẠI E (1986-1993)
Honda bắt đầu những nghiên cứu của mình từ năm 1986. Những nhà thiết kế hiểu
rằng sản phẩm này phải dễ dàng di chuyển trong nhà, và điều đó có nghĩa là công
nghệ di chuyển phải thật hoàn hảo. Do đó, mục tiêu đầu tiên của họ chủ yếu tập
trung vào đôi chân của ASIMO. Từ năm 1986-1993 Honda đã chế tạo ra 6 rô-bốt
loại E.
1.1.1. Thế hệ E0 (1986):
Sản phẩm đầu tiên ra đời vào năm 1986,
và nó được đặt tên là E.O. E.O(hình 2.1)
bước đi rất chậm, phải mất từ 5 giây đến
20 giây để hoàn thành xong một bước.
Nguyên nhân là do E.O hoạt động theo cơ
chế chuyển động tĩnh. Nó chỉ có thể đi
theo một đường thẳng. Đây được gọi là
chuyển động tĩnh, nó khác cái cách mà
con người bước đi. Trong chuyển động
tĩnh,cả hai bàn chân đều được đặt trên nền
đất. Những bước đi tiếp theo, lực hút
chính của robot sẽ làm chuyển động dần Hình 2.1: Robot E0
dần dần một bàn chân cho đến khi nó cân bằng được toàn bộ sức nặng cơ thể trước
khi tiếp tục bước tiếp theo. Tuy nhiên, nó mất quá lâu cho một lần di chuyển.
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 14
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
Slow Walking And Fast Walking ( bước đi bộ chậm và bước đi bộ nhanh)
Để tăng tốc độ đi bộ, hoặc cho phép đi bộ trên bề mặt không bằng phẳng hoặc dốc,
đi bộ nhanh được phát triển.
Slow Walking
Ở hình 2.2 miêu tả cách đi bộ của E0. Trong thời gian đi bộ chậm, trung tâm trọng

cũng đã được tham khảo trên con người.
4. Mô-men xoắn trên khớp chân khi đi bộ: Khi xác
định các mô-men xoắn lên các khớp phải xác định
được vecto các khớp chân và phản ứng với mặt đất
trong mỗi bước đi. Hình 2.4. Khung loại E
5. Cảm biến đi bộ: hệ thống đi bộ được trang bị bộ cảm biến góc chung, một bộ
cảm biến tải 6 trục, 1 cảm biến gia tốc và con quay hồi chuyển để xác định vị trí.
6. Tác động của lực trong quá trình đi bộ: Vật liệu hấp thụ tác động được gắn vào
lòng bàn chân để giảm thiểu tác động khi di chuyển.
1.1.3. Thế hệ E4-E5-E6:
E4 E5 E6
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 17
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
Robot E4 : chiều dài đầu gối được tăng lên 40cm mô phỏng được bước đi nhanh
của con người là 4,7 km/h.
Robot E5: là robot đầu tiên phát triển có mô hình đầu lớn, công nghê tương tự E4.
Robot E6: Tự động điều khiển cân bằng khi lên xuống cầu thang, sườn hoặc bước
qua các vật cản nhỏ.
Ở thời điểm này những robot đã hoàn tất chức năng vận động cơ bản của hai chân.
Những kỹ sư Honda đã nghiên cứu và áp dụng vào robot ba tư thế điều khiển để
đạt được độ ổn định khi đi bộ và nó có sự tương tác với nhau:
1. Ground Reaction Control (kiểm soát phản ứng mặt
đất): Kiểm soát đứng vững của lòng bàn chân khi hấp
thụ sàn không bằng phẳng(hình 2.5).
Hình 2.5: Ground
Reaction Control
2. Target ZMP Control (kiểm soát mục tiêu ZMP):
ZMP- Zero moment point được hiểu là điểm có lực
quán tính bằng 0. Mục tiêu kiểm soát để duy trì vị trí
bằng cách đẩy các cơ quan bên trên theo hướng nó có

nhìn.
Robot P3: Ra đời vào tháng 9/1997 , đây là mô hình tiền thân của Asimo, sự phát
triển trong kích thước và trọng lượng tạo ra hình người vui vẻ và thân thiện. Nó có
cảm biến tương tự như P2 nhưng điện năng tiêu thụ thấp hơn.
Bảng so sánh tổng quát cho ba robot loại P
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 20
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
P1
(1993)
P2
(1996)
P3
(1997)
Cân nặng(kg) 175 210 130
Chiều cao(cm) 191.5 182.0 160.0
Bề ngang(cm) 60 60
Độ dày(cm) 75.8 55.5
Tốc độ đi bộ
thường(km/h)
2 2 2
Sức tải 5kg/tay 2kg/tay
Pin 135V-6A-Niken
Thời gian hoạt động 15min 25min
1.2.2. Phân tích chung về thế hệ loại P:
a. Cấu trúc cơ bản:
Để hòa nhập và hoạt động dễ dàng hơn với mọi người thì robot phải có hai tay, cơ
chế chuyển động bằng hai chân và hoạt động của hai cánh tay được kết hợp với
nhau.
b. Chức năng cơ bản:
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 21

ngày 20 Tháng 11 năm 2000.
Hình 2.8: Asimo 2000
ASIMO đã được hình thành để hoạt động trong một môi trường sống của con
người thực tế trong tương lai gần. Nó rất dễ dàng để hoạt động, có kích thước và
trọng lượng thuận tiện và có thể di chuyển tự do trong môi trường sống của con
người, tất cả với một thiết kế thân thiện với mọi người.
Kích thước của robot đã được lựa chọn để cho phép nó hoạt động tự do trong
không gian sống của con người và để làm cho nó thân thiện với mọi người. Kích
thước này cho phép các robot hoạt động công tắc đèn và tay nắm cửa, và làm việc
tại bàn ghế làm việc. Đôi mắt của nó được đặt ở cấp độ của đôi mắt của một người
lớn khi người lớn đang ngồi trong một chiếc ghế. Chiều cao 120cm làm cho nó dễ
dàng để giao tiếp. Honda cảm thấy rằng chiều cao con robot giữa 120 cm và của
một người lớn là lý tưởng cho các hoạt động trong không gian sống của con người.
NGUYỄN VÂN TRƯỜNG- HAUI TRANG 23
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ASIMO
Trong phòng làm việc với
chiều cao này của Asimo khi
làm việc với bàn phím, máy in,
bàn làm việc, xe đẩy… Tất cả
đều rất thuận tiện (hình 2.9).
Hình 2.9: Asimo trong văn phòng
Còn trong nhà thì sao? Dường
như mọi việc vẫn rất dễ dàng
từ việc sử dụng công tắc, bồn
rửa bát hay nắm tay cửa thì
Asimo với chiều cao này hoạt
động vẫn rất dễ dàng (hình
2.10).
Hình 2.10: Asimo trong nhà