Trong một thế giới mà tự động hóa đang có những bước tiến nhảy vọt, sự hợp tác giữa những người máy không còn là khoa học viễn tưởng nữa. Hãy tưởng tượng một nhà kho nơi hàng chục cỗ máy vận chuyển hàng hóa mà không va chạm, một nhà hàng nơi người máy phục vụ các món ăn đến đúng bàn, hoặc một nhà máy nơi các đội người máy ngay lập tức điều chỉnh công việc của mình tùy theo yêu cầu. Tương lai này đang trở nên hiện thực nhờ vào một khuôn khổ mã nguồn mở dựa trên ROS2, cho phép nhiều người máy làm việc cùng nhau một cách thông minh, linh hoạt và an toàn. Công trình này đã được công bố trên tạp chí IEEE Access.
Chìa khóa cho sự hợp tác của người máy nằm ở khả năng giao tiếp và đưa ra quyết định trong thời gian thực. Hệ thống này tích hợp ba tính năng quan trọng để biến điều này thành hiện thực.
Đầu tiên là khả năng tự định hướng. Mỗi người máy tính toán các tuyến đường tối ưu bằng các thuật toán tương tự như trong hệ thống GPS, nhưng được điều chỉnh cho các môi trường luôn thay đổi. Chúng được huấn luyện trong thế giới ảo trước khi hoạt động trong thế giới thực. Nếu gặp một chướng ngại vật bất ngờ, như một chiếc hộp bị rơi, chúng sẽ ngay lập tức tính toán lại đường đi của mình.
Thứ hai là hành vi có thể thích ứng. Hệ thống sử dụng “cây hành vi”—một loại sổ tay hướng dẫn năng động. Ví dụ, nếu một người máy bị kẹt, nó trước tiên sẽ cố gắng xoay, sau đó lùi lại, và nếu vấn đề vẫn tiếp diễn, nó sẽ yêu cầu sự giúp đỡ từ hệ thống trung tâm. Cách tiếp cận này không chỉ ngăn ngừa va chạm mà còn cho phép hệ thống mở rộng quy mô, từ hai người máy trong phòng thí nghiệm đến 20 người máy trong một nhà máy.
Cuối cùng là thị giác máy tính và phân công nhiệm vụ. Hệ thống kết hợp các dấu hiệu ArUco—giống như mã QR của ngành người máy—với các máy quay phân tán để tính toán vị trí chính xác của từng người máy với sai số dưới 3 cm. Cùng lúc đó, hệ thống sẽ ưu tiên giao nhiệm vụ cho người máy có sẵn ở gần nhất, giống như một người giao hàng chọn con đường ngắn nhất. Nếu một người máy gặp sự cố, một người máy khác sẽ tự động thay thế, bảo đảm công việc không bao giờ bị gián đoạn.
Để xác thực hệ thống, các nhà nghiên cứu đã mô phỏng các kịch bản phức tạp. Họ đã sử dụng các nhà kho kỹ nghệ, nhà hàng và phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy sự chính xác cao, với sai số định vị trung bình chỉ là 2.5 cm. Hệ thống cũng chứng tỏ sự vững chắc: nếu một người máy hỏng, một người máy khác sẽ tiếp quản nhiệm vụ của nó trong vòng vài giây. Khả năng mở rộng quy mô cũng được giải quyết, vì hệ thống hoạt động tốt như nhau với năm hay 15 người máy.
Vì là mã nguồn mở và dựa trên nền tảng ROS2 được sử dụng rộng rãi, bất kỳ công ty nào cũng có thể tùy chỉnh nó. Một bệnh viện có thể lập trình cho người máy để giao thuốc, một trung tâm hậu cần để tối ưu hóa các chuyến hàng, hoặc thậm chí một viện bảo tàng để hướng dẫn các chuyến thăm viếng tự động. Hơn nữa, điều này giúp giảm sự phụ thuộc vào con người cho các công việc lặp đi lặp lại, giải phóng nhân viên cho các vai trò chiến lược hơn.
Nguồn: IEEE Access
