Mô hình robot điều khiển từ xa bằng máy tính thông qua sóng radio

Lê Hùng Linh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 73(11): 71 - 77 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  | 71 
MÔ HÌNH ROBOT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG MÁY TÍNH 
THÔNG QUA SÓNG RADIO 
Lê Hùng Linh
*, Dương Chính Cương, Ngô Hữu Huy 
Khoa Công nghệ thông tin - ĐH Thái Nguyên 
TÓM TẮT 
Hiện nay, các robot ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các quá trình công nghiệp cũng như 
trong đời sống hàng ngày. Việc ứng dụng các loại robot vào trong công nghiệp sẽ giúp cho quá 
trình sản xuất được nhanh chóng và đảm bảo độ chính xác cao. Nhưng hiện nay ở Việt Nam, robot 
hầu như chưa được sử dụng rộng rãi, khái niệm robot đang được phổ biến trong mấy năm gần đây. 
Do vậy, lĩnh vực nghiên cứu và chế tạo robot phục vụ cho sản xuất cũng như các mục đích dân 
dụng vẫn còn khá mới mẻ. Robot có rất nhiều loại như là robot sử dụng trong các dây chuyền sản 
xuất, robot dò đường, robot lau chùi cửa kính cho các toà nhà cao tầng, robot chống khủng bố. 
Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu tổng quan về các kiến thức liên quan đến nguyên lý hoạt 
động và cách thức điều khiển Robot và các mô hình robot; Tìm hiểu các tài liệu và thiết bị liên 
quan; Phân tích và thiết kế mô hình robot điều khiển từ xa bằng sóng điện từ. Xây dựng mạch điều 
khiển robot, thiết kế cơ khí cho robot và thực hiện điều khiển robot thông qua mô đun truyền thông 
bằng sóng điện từ. Xây dựng chương trình điều khiển robot trên máy tính và lưu lại quá trình hoạt 
động của robot, mô phỏng trạng thái hoạt động của robot trên máy tính. 
Từ khóa: Mô phỏng, trạng thái, sóng điện từ, mô hình, chương trình điều khiển. 
TỔNG QUAN CÁC MÔ HÌNH ROBOT 
Định nghĩa[4]: “Một kiểu mô hình là một 
triết lý hoặc một tập hợp những công nhận và 
kỹ thuật, mô tả đặc điểm cách tiếp cận một 
lớp các vấn đề. Nó vừa là cách xem xét thế 
giới, vừa là một tập hợp các công cụ giải 
quyết vấn đề.” Lịch sử phát triển robot đã trải 
qua 3 kiểu mô hình, đó là kiểu thứ bậc, kiểu 
phản hồi và kiểu tổng hợp. Trong một hệ 
thống robot, luôn luôn tồn tại ba nhóm chức 
năng cơ bản đó là Cảm nhận, Hành động và 
Lập kế hoạch. Các kiểu mô hình robot được 
xác định dựa trên mối quan hệ của 3 nhóm 
chức năng cơ bản đó. 
Kiểu mô hình thứ bậc: 
Đây là kiểu mô hình xuất hiện đầu tiên, trong 
đó robot cố bắt chước cách con người suy 
nghĩ: sau khi cảm nhận được về thế giới xung 
quanh, người ta sẽ suy nghĩ để lập kế hoạch, 
và hành động đáp ứng. 
Với cách này, dữ liệu cảm nhận thường phải 
đầy đủ để có một đánh giá bao quát về môi 
trường xung quanh, sau đó luôn qua xử lý ở 
bước lập kế hoạch. 
 Tel: 0929077888 
Hình 1. Kiểu mô hình thứ bậc 
Như vậy, kiểu này không cho phép dữ liệu 
truyền thẳng đến hành động như kiểu một 
phản xạ vô điều kiện, điều này làm cho robot 
trở nên thiếu nhanh nhẹn. Kiểu mô hình này 
đã không còn được sử dụng từ hơn 20 năm 
qua. 
Kiểu mô hình phản hồi: 
Kiểu phản xạ gần như ngược lại với kiểu thứ 
bậc, kiểu này không giữ lại phần lập kế 
hoạch, các cảm nhận của robot sẽ được 
truyền trực tiếp sang hành động. 
Hình 2. Kiểu mô hình phản hồi 
Theo kiểu này, robot chứa sẵn nhiều cặp 
tương ứng Cảm nhận – Hành động, được gọi 
là các bộ hành vi. Các hành vi xảy ra có tính 
đồng thời, do được xử lý riêng rẽ. Và vì robot 
có thể thực hiện nhiều hành vi một lúc, không 
lập kế hoạch nên nó tiết kiệm được rất nhiều 
thời gian. Kiểu mô hình này đã mang đến 
nhiều thành tựu to lớn, nhưng rõ ràng nó 
không thích hợp với các loại robot nhiều 
chức năng. Kiểu này giống như kiểu người ta 
dạy các con vật mà không làm cho con vật đó 
Lê Hùng Linh và cs Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 73(11): 71 - 77 
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên  | 72 
suy nghĩ thông minh hơn. Kiểu mô hình này 
đòi hỏi sự hiểu biết về không gian hoạt động 
toàn cục trước khi lập trình để tìm ra tất cả 
các hành vi có thể có của robot. Các nhà 
nghiên cứu thực hiện mô hình này để giảm 
thiểu giá thành phần cứng của sản phẩm bằng 
cách tăng mức độ tính toán ban đầu khi tạo ra 
các hành vi của robot. 
Kiểu mô hình tổng hợp: 
Kiểu tổng hợp là sự kết hợp 2 kiểu mô hình 
trên, làm cho robot suy nghĩ uyển chuyển 
giống người hơn, và hiện nay hầu hết các 
nghiên cứu đi theo hướng này. Kiểu này tách 
việc lập kế hoạch ra khỏi các hành vi của 
robot. 
Hình 3. Kiểu mô hình tổng hợp 
Lập kế hoạch tương tác với các bộ hành vi 
bằng một phương thức mà người ta gọi là 
“nghe lén”. “Nghe lén” là một phương thức 
lấy thông tin từ bộ phận Cảm nhận để điều 
chỉnh lại các thông tin toàn cục, tác động trở 
lại các hành vi của robot. 
Với kiểu mô hình này, các robot thông minh 
hơn và cũng không tốn nhiều thời gian cho 
việc lập kế hoạch như ở mô hình thứ bậc, và 
lại cho phép robot thực hiện nhiều chức năng 
hơn so với mô hình phản hồi. 
Kiểu mô hình xác suất: 
Kiểu mô hình này là một kiểu mô hình mới 
sử dụng tất cả các kiểu mô hình trên, nhưng 
thay vì tính toán với các thông số cụ thể, tất 
cả các dữ liệu và trạng thái của robot đều ở 
dưới dạng xác suất và thống kê. Kiểu mô 
hình này cho phép robot giảm thiểu các tính 
toán, tăng khả năng hoạt động trong các môi 
trường thiếu thông tin, với các cảm biến có 
sai số lớn, và khả năng điều khiển bền vững. 
ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH ROBOT 
ĐIỀU KHIỂN TỪ XA 
Lựa chọn được mô hình phù hợp nhất sẽ giúp 
cho việc giải quyết vấn đề dễ dàng hơn. Vì 
vậy, việc biết các kiểu mô hình của công 
nghệ robot là một chìa khoá để có thể thành 
công trong việc thiết kế cho mỗi ứng dụng. 
Mô hình điều khiển robot từ xa bằng 
máy tính thông qua sóng điện từ được 
xây dựng theo kiểu mô hình tổng hợp 
(Hình 3). Điều khiển robot từ xa cần có tín 
hiệu trạng thái phản hồi từ robot để biết được 
trạng thái của robot tại từng thời điểm, giúp 
cho việc điều khiển dễ dàng và chính xác. 
Robot được điều khiển từ xa bằng máy tính, 
việc lập kế hoạch, lưu trữ thông tin do máy 
tính thực hiện rồi gửi yêu cầu cần thực hiện 
cho robot. Robot trong hệ thống tiếp nhận