Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Sử dụng WiFi giúp rô bốt quan sát và điều hướng trong nhà tốt hơn (02/06/2022)

Các kỹ sư tại trường Đại học California San Diego đã phát triển được một công nghệ tiết kiệm năng lượng, chi phí thấp để giúp rô bốt lập bản đồ chính xác đường đi của chúng trong nhà, ngay cả trong điều kiện ánh sáng kém và không có các điểm mốc hoặc đặc điểm dễ nhận biết.

Công nghệ này bao gồm các cảm biến sử dụng tín hiệu WiFi giúp rô bốt lập bản đồ điểm đến của nó. Đó là cách tiếp cận mới để điều hướng rô bốt trong nhà. Hầu hết các hệ thống đều dựa vào cảm biến ánh sáng quang học như camera và LiDAR. Trong trường hợp này, "cảm biến WiFi" sử dụng tín hiệu tần số vô tuyến thay vì tín hiệu ánh sáng hoặc hình ảnh để quan sát nên chúng có thể hoạt động trong điều kiện mà camera và LiDAR khó thực hiện do ánh sáng yếu, ánh sáng thay đổi và môi trường lặp lại như hành lang và nhà kho. Nhờ sử dụng WiFi, công nghệ này có thể cung cấp giải pháp thay thế kinh tế cho LiDAR đắt đỏ và tốn điện.

Các nhà nghiên cứu đã xây dựng hệ thống mẫu thông qua sử dụng phần cứng sẵn có. Hệ thống bao gồm một rô bốt được trang bị các cảm biến WiFi bắt nguồn từ các bộ thu phát WiFi có trên thị trường. Các thiết bị này truyền và nhận tín hiệu không dây đến và đi từ các điểm truy cập WiFi trong môi trường. Đặc trưng đó làm cho các cảm biến WiFi này trở nên đặc biệt, vì chúng sử dụng giao tiếp qua lại liên tục với các điểm truy cập WiFi để lập bản đồ vị trí và hướng di chuyển của rô bốt.

Roshan Ayyalasomayajula, Tiến sĩ kỹ thuật điện và máy tính và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Giao tiếp hai chiều luôn diễn ra giữa các thiết bị di động như điện thoại và điểm truy cập WiFi của bạn. Nó chỉ không cho bạn biết bạn đang ở đâu. Công nghệ của chúng tôi dựa vào phương thức giao tiếp đó để tiến hành định vị và lập bản đồ trong một môi trường không xác định".

Khi bắt đầu hoạt động, các cảm biến WiFi không nhận biết được vị trí của rô bốt và vị trí của bất kỳ điểm truy cập WiFi nào trong môi trường. Việc xác định được điều đó giống như chơi trò chơi của Marco Polo - khi rô bốt di chuyển, các cảm biến sẽ xác định các điểm truy cập và nghe theo các tín hiệu hồi đáp, sử dụng chúng làm điểm mốc. Điểm mấu chốt ở đây là mỗi tín hiệu không dây đến và đi đều mang thông tin vật lý duy nhất của riêng nó - góc đến và độ dài đường dẫn trực tiếp đến (hoặc từ) điểm truy cập - có thể được sử dụng để tìm ra vị trí của rô bốt và các điểm truy cập có liên quan. Các thuật toán do nhóm nghiên cứu phát triển, cho phép các cảm biến WiFi trích xuất thông tin này và thực hiện các tính toán. Khi cuộc gọi và phản hồi tiếp tục, các cảm biến thu thập thêm thông tin và có thể xác định vị trí chính xác nơi rô bốt đang đi đến.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm công nghệ trên một tầng của một tòa nhà văn phòng. Họ đã đặt một số điểm truy cập xung quanh không gian và trang bị cho rô bốt các cảm biến WiFi, cũng như một camera và một LiDAR để thực hiện các phép đo nhằm so sánh. Nhóm nghiên cứu đã điều khiển rô bốt di chuyển nhiều vòng quanh sàn nhà, rẽ các góc, đi xuống các hành lang dài và hẹp, đi qua cả những không gian đủ ánh sáng và thiếu ánh sáng.

Trong các thử nghiệm này, độ chính xác của việc định vị và lập bản đồ do các cảm biến Wifi thực hiện, sánh ngang với độ chính xác của camera thương mại và cảm biến LiDAR.

Aditya Arun, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi có thể sử dụng tín hiệu WiFi, về cơ bản là miễn phí, để thực hiện cảm biến mạnh mẽ và đáng tin cậy trong các môi trường gây khó khăn về thị giác. Cảm biến WiFi có khả năng thay thế các LiDAR đắt tiền và bổ sung cho các cảm biến chi phí thấp khác như máy ảnh trong những trường hợp này".

Đó là những gì nhóm nghiên cứu đang khám phá. Các nhà nghiên cứu sẽ kết hợp cảm biến WiFi (mang đến độ chính xác và độ tin cậy) với camera (cung cấp thông tin trực quan và ngữ cảnh về môi trường) để phát triển công nghệ lập bản đồ hoàn thiện hơn nhưng không tốn kém.

Nguồn: N.P.D/vietnamplus.vn

Ngày cập nhật: 27/05/2022

https://vista.gov.vn/news/cac-linh-vuc-khoa-hoc-va-cong-nghe/su-dung-wifi-giup-ro-bot-quan-sat-va-dieu-huong-trong-nha-tot-hon-5046.html