Xiaomi Đạt Được Kỹ Thuật Nắm Bắt Robotic Mức Độ Milimet Chỉ Dựa Trên Cảm Ứng Chạm

Giới thiệu đột phá TacRefineNet của Xiaomi

Nhóm nghiên cứu robot của Xiaomi mới đây đã đạt được một bước tiến quan trọng trong trí tuệ nhân tạo thân thể và công bố kết quả nghiên cứu mới nhất mang tên TacRefineNet vào ngày 5 tháng 2.

TacRefineNet - Khung robot dùng cảm biến chạm duy nhất

TacRefineNet là một khung ứng dụng đa năng chỉ dựa vào cảm nhận cảm giác chạm, không cần thị giác hay mô hình 3D vật thể, giúp hiệu chỉnh tư thế cầm nắm với độ chính xác ở mức milimet. Những điểm nổi bật chính bao gồm:

• Không cần thị giác: Dựa trên cảm biến chạm có độ phân giải không gian cao, hệ thống không bị ảnh hưởng bởi điều kiện ánh sáng hay sự che khuất, đảm bảo nhận thức đáng tin cậy trong các tình huống tiếp xúc phức tạp.
• Hiệu chỉnh ở mức milimet: Kết hợp phản hồi cảm giác chạm từ đa đầu ngón với thông tin cảm giác vị trí nhận thức (proprioception), mô hình đạt được sự hội tụ tư thế chính xác, giảm sai số nắm bắt xuống cấp độ milimet.
• Không cần mô hình 3D: Loại bỏ sự phụ thuộc vào mô hình hình học trước đó, khung làm mới vấn đề điều chỉnh phức tạp thành bài toán căn chỉnh trong không gian cảm giác chạm.
• Một mô hình, nhiều nhiệm vụ: Một mô hình duy nhất có thể xử lý điều chỉnh cầm nắm tinh vi cho các linh kiện đa dạng trong sản xuất ô tô, hoạt động ổn định trong cả mô phỏng và môi trường thực tế.
• Tổng quát hóa với vật thể chưa biết: Không cần huấn luyện bổ sung, mô hình vẫn giữ được độ bền vững cao khi xử lý các vật thể chưa từng gặp nhưng có hình học tương đồng, ngay cả khi có sự nhiễu động động.
• Điều khiển dựa trên mục tiêu: Hệ thống hỗ trợ các tư thế cầm nắm mục tiêu tùy ý mà không cần huấn luyện lại cho từng nhiệm vụ, mang lại khả năng điều khiển tinh vi plug-and-play thực thụ.

Đổi mới này giải quyết bài toán “dặm cuối cùng” vốn lâu nay là thách thức trong thao tác robot thực tế, mở ra nhiều khả năng mới cho tự động hóa công nghiệp.

Ý nghĩa của cảm nhận cảm giác chạm trong robot

Khi công nghệ robot phát triển nhanh chóng, nhận thức cảm giác chạm ngày càng được xem là cầu nối thiết yếu giữa các tác nhân thông minh và thế giới vật lý. Con người dễ dàng thực hiện những công việc tinh tế như bóc vỏ trứng nhờ có xúc giác phát triển cao. Trang bị cho robot khả năng cảm giác tương tự đang là hướng đi quan trọng để vượt qua các giới hạn kỹ thuật hiện nay.

Khả năng và hiệu quả của TacRefineNet

Điểm đặc biệt của TacRefineNet là khả năng hoàn thiện việc nắm bắt với độ chính xác ở mức milimet chỉ bằng dữ liệu cảm nhận chạm, hoàn toàn không dùng thị giác hay mô hình 3D vật thể.

Dựa trên cảm biến chạm độ phân giải cao và công nghệ hợp nhất cảm giác đa ngón, hệ thống liên tục giữ sai số cầm nắm trong phạm vi milimet. Trong các thử nghiệm mô phỏng cũng như thực tế, TacRefineNet thể hiện khả năng vận hành mạnh mẽ và ổn định.

Đáng chú ý, một mô hình đã được huấn luyện duy nhất có thể thực hiện các nhiệm vụ nắm bắt tinh vi trên nhiều linh kiện trong môi trường nhà máy ô tô, không cần tập huấn lại cho từng nhiệm vụ riêng biệt - mang lại tính sử dụng sẵn sàng thực sự.

Qua quá trình kiểm định sâu rộng bao gồm mô phỏng và thử nghiệm trên robot thực tế, mô hình cho thấy khả năng nhanh chóng điều chỉnh các tư thế cầm ban đầu đa dạng về trạng thái mục tiêu, với sai số vị trí trung bình đạt mức milimet.

Ngay khi vị trí và hướng của vật thể thay đổi liên tục, hệ thống vẫn thực hiện điều chỉnh chính xác theo thời gian thực nhờ phản hồi cảm giác chạm liên tục. Thậm chí, TacRefineNet thể hiện khả năng tổng quát hóa cao khi thành công xử lý những vật thể chưa từng gặp có đặc điểm hình học tương tự.

Công nghệ nền tảng của TacRefineNet

Đột phá này được tạo nên nhờ sự tích hợp sâu sắc giữa dữ liệu, thuật toán và phần cứng. Về dữ liệu, nhóm nghiên cứu xây dựng mô phỏng cảm giác chạm chân thực cao sử dụng engine vật lý MuJoCo, giúp mô hình hóa chính xác phản ứng lực tiếp xúc. Về mặt thuật toán, TacRefineNet sử dụng kiến trúc học đa phương thức end-to-end kết hợp cảm biến chạm đa đầu ngón, cảm giác vị trí nội tâm, và thông tin hành động không gian. Về phần cứng, cảm biến chạm độ phân giải cao được tích hợp vào đầu ngón robot linh hoạt, với khoảng cách điểm tiếp xúc chỉ 1,1 milimet, cho phép hệ thống ghi lại các biến dạng bề mặt tinh tế.

Nhóm nghiên cứu robot của Xiaomi đã công khai chi tiết kỹ thuật và các video thí nghiệm, với nhiều kết quả nghiên cứu mở rộng sẽ được công bố trong tương lai.

Nguồn: IT Home