Các Robot “Cảm Nhận” Bằng Âm Thanh Có Thể Hỗ Trợ Công Việc Nông Nghiệp

Các nhà khoa học đã tạo ra một hệ thống cảm biến robot cho phép các máy móc phát hiện chạm thông qua sóng âm thay vì thị giác hoặc áp suất.

Hệ thống, được gọi là SonicBoom, sử dụng âm thanh để phát hiện nơi và vật gì mà cánh tay robot đang chạm vào, như đã được báo cáo lần đầu tiên bởi Spectrum. Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng công nghệ này cho thấy tiềm năng đặc biệt trong các ứng dụng nông nghiệp, nơi mà các robot thường gặp khó khăn khi điều hướng qua các hàng cây và bụi cây.

Nhiều robot hiện nay phụ thuộc vào các cảm biến chạm nhỏ gọn dựa trên camera, giải thích Moonyoung (Mark) Lee, một sinh viên tiến sĩ tại Đại học Carnegie Mellon và đồng phát triển của hệ thống.

Các cảm biến này phát hiện chạm bằng cách nhìn vào cách một miếng gel biến dạng, nhưng chúng có thể dễ dàng bị lá cây chặn đứng hoặc bị hỏng trong môi trường nông trại gồ ghề, như được Spectrum báo cáo. Cảm biến áp suất là một lựa chọn khác, nhưng chúng phải phủ toàn bộ robot để có ích, làm cho chúng trở nên đắt đỏ và dễ hỏng.

SonicBoom hoạt động theo cách khác. Hệ thống bao gồm nhiều micro nhỏ được nhúng vào cánh tay robot để phát hiện những rung động xảy ra khi robot tiếp xúc với các vật thể. Bằng cách phân tích những khác biệt nhỏ trong các tín hiệu, hệ thống xác định chính xác nơi tiếp xúc đã xảy ra – với độ chính xác đáng kinh ngạc.

Trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm, SonicBoom đã đạt được khả năng phát hiện tiếp xúc với độ lỗi ít hơn nửa centimet. Hệ thống duy trì hiệu suất của mình khi phát hiện các vật liệu mới, như nhựa và nhôm, mặc dù trước đó nó không hề được huấn luyện trên các vật liệu này.

Các nhà nghiên cứu đã huấn luyện hệ thống bằng cách chạm vào robot hơn 18,000 lần bằng một cây gậy gỗ. Hiện họ đang làm việc để dạy SonicBoom nhận biết được loại vật mà nó chạm vào, có thể là một chiếc lá, một cành cây, hay thân cây.

Lee chú ý rằng, “Với SonicBoom, bạn có thể mù quáng vỗ vỗ xung quanh và biết [contact happens], nhưng cuối cùng, đối với robot, thông tin thực sự quan trọng là: Tôi có thể tiếp tục đẩy, hay tôi đang đụng vào một thân cây cứng và nên suy nghĩ lại cách di chuyển cánh tay của mình không?”

Lee thêm, dù rất triển vọng, nhưng các thử nghiệm thực tế trên nông trại vẫn còn phải chờ đợi.