Luận Văn Thạc Sĩ: Nghiên Cứu Thiết Kế Và Chế Tạo Hệ Thống Robot Điều Khiển Phân Tán

• Tác giả: Nguyen Thi Tuong Vy
• Người hướng dẫn: Assoc. Nguyen Truong Thinh
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Mechatronics
• Đề tài: Nghiên Cứu, Thiết Kế, Chế Tạo Hệ Thống Robot Dịch Vụ Điều Khiển Phân Tán
• Loại tài liệu: Thesis
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• 1. CHƯƠNG 1: INTRODUCTION
• 1.1. Overview of Service Robot
• 1.1.1. Service Robot Overview
• 1.1.2. Robot application in F&B industry
• 1.2. Reasons for choosing topic
• 1.3. Objectives of the topic
• 1.4. Limit of topics
• 2. CHƯƠNG 2: THEORETICAL BASIS
• 2.1. Definition of service robot
• 2.2. Definition of Distributed System
• 2.3. Robot Knowledge and Dynamics
• 2.3.1. Kinematics of the Robot Platform
• 3. CHƯƠNG 3: DESIGN OF MECHANICAL SYSTEM
• 3.1. Requirements in mechanical design
• 3.2. Matrix of ideas to determine the design option
• 3.3. Design of the movable pedestal
• 4. CHƯƠNG 4: ENGINE SELECTION CALCULATION AND TRANSFER RATE DISTRIBUTION
• 4.1. Calculation of engine selection
• 4.2. Transmission Ratio Distribution
• 4.3. Calculation and testing of shafts
• 4.3.1. Test shaft for fatigue strength
• 4.3.2. Static strength test shaft
• 4.3.3. Test drive according to dynamic load capacity
• 4.3.4. Test drive according to static load capacity
• 5. CHƯƠNG 5: ELECTRICAL-CONTROL SYSTEM DESIGN
• 5.1. Electric power system
• 5.2. Communication between computer-microcontroller and microcontroller-microcontroller
• 5.3. Communication between actuator microcontroller and sensor
• 5.4. Design of the center console
• 6. CHƯƠNG 6: DISTRIBUTED SERVICE ROBOT SYSTEM
• 6.1. Proposed Distributed Service Robot System (3 robots)
• 6.2. Operation procedure of Distributed Service Robot System
• 6.3. Data transmission methods between robots
• 6.4. Localize robot in 3D space
• 6.5. YOLO Network Architecture
• 6.6. Non-max suppression
• 6.7. World Coordinate system
• 6.8. Camera Coordinate System
• 6.9. Camera calibration purpose
• 6.10. Camera calibration methods
• 6.11. Calibration Camera Specific Steps
• 6.12. Determine the size of the object in the image
• 6.13. Locate real coordinates
• 6.14. Convert the coordinate system of each camera to the sample coordinate system
• 6.15. Most Common Types of Heuristic Functions Used In Path Planning Algorithms
• 6.16. Application of A* algorithm in path planning
• 6.17. Human interactive system
• 6.17.1. Structure of the interactive system
• 6.17.2. Speech processing and recognition
• 6.17.3. Speech to Text with Google API
• 6.17.4. Concept of Word Embedding
• 6.17.5. The Importance of Distributed Representation of Words
• 6.17.6. Classification of customer intent using classifier algorithms
• 6.17.6.1. Naive Bayes classifier
• 6.17.6.2. Compare two Text Classification Algorithm and choosing the best one
• 7. CHƯƠNG 7: EXPERIMENT AND ASSESS THE RESULTS
• 7.1. Basic parameters of the robot
• 7.2. Distributed service robot system
• 7.3. Experiment with pixel ratio
• 7.4. YOLO’s training results
• 7.5. Possibility of positioning
• 7.6. Communication and data transmission between robots
• 7.7. Robot - Human Interactive System
• 8. CHƯƠNG 8: CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS

I. Giới thiệu

Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc thiết kế nghiên cứu và phát triển một hệ thống robot điều khiển phân tán. Mục tiêu chính là tạo ra một hệ thống robot dịch vụ có khả năng tương tác với khách hàng trong môi trường nhà hàng. Hệ thống này bao gồm ba robot với các chức năng khác nhau như lễ tân, nhân viên gọi món và nhân viên phục vụ. Việc áp dụng công nghệ robot trong lĩnh vực dịch vụ không chỉ nâng cao hiệu quả làm việc mà còn tạo ra trải nghiệm mới cho khách hàng.

1.1. Tầm quan trọng của robot trong dịch vụ

Robot ngày càng trở nên phổ biến trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành dịch vụ. Việc sử dụng robot điều khiển giúp giảm thiểu sức lao động của con người và tăng độ chính xác trong quy trình phục vụ. Theo nghiên cứu, robot có thể cải thiện trải nghiệm của khách hàng thông qua việc cung cấp dịch vụ nhanh chóng và hiệu quả. Hệ thống robot phân tán cho phép các robot giao tiếp và phối hợp với nhau, từ đó nâng cao khả năng phục vụ và đáp ứng nhu cầu của khách hàng.

II. Cơ sở lý thuyết

Phần này trình bày các khái niệm cơ bản về hệ thống robot và nghiên cứu hệ thống. Định nghĩa về robot dịch vụ được đưa ra, nhấn mạnh sự khác biệt giữa robot công nghiệp và robot dịch vụ. Robot dịch vụ được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ hữu ích cho con người, có khả năng tương tác và hoạt động tự động. Hệ thống điều khiển phân tán cho phép nhiều robot hoạt động đồng thời, tối ưu hóa quy trình làm việc và nâng cao hiệu quả phục vụ.

2.1. Định nghĩa robot dịch vụ

Theo tiêu chuẩn ISO, robot dịch vụ là những robot thực hiện các nhiệm vụ hữu ích cho con người. Chúng có thể hoạt động độc lập hoặc phối hợp với nhau để hoàn thành nhiệm vụ. Việc áp dụng robot trong ngành dịch vụ, đặc biệt là trong lĩnh vực F&B, đã chứng minh được tính hiệu quả và khả năng thu hút khách hàng. Robot không chỉ giúp giảm thiểu chi phí lao động mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ.

III. Thiết kế hệ thống robot

Phần này mô tả quy trình thiết kế hệ thống cho robot dịch vụ. Các yêu cầu kỹ thuật được xác định rõ ràng, bao gồm khả năng di chuyển, tương tác và giao tiếp giữa các robot. Hệ thống được thiết kế để có thể hoạt động trong nhiều môi trường khác nhau như nhà hàng, khách sạn và bệnh viện. Việc thiết kế này không chỉ tập trung vào chức năng mà còn chú trọng đến tính thẩm mỹ và sự thân thiện với người dùng.

3.1. Yêu cầu thiết kế

Yêu cầu thiết kế cho hệ thống robot bao gồm khả năng di chuyển linh hoạt, nhận diện và tương tác với khách hàng. Các robot cần được trang bị cảm biến để nhận diện môi trường xung quanh và có khả năng tự điều chỉnh hành vi của mình. Hệ thống cũng cần đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng và khả năng bảo trì dễ dàng.

IV. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy hệ thống robot hoạt động hiệu quả, đáp ứng đúng các chức năng đã đề ra. Các robot có khả năng giao tiếp và phối hợp với nhau một cách tự động, từ đó nâng cao trải nghiệm của khách hàng. Hệ thống đã được thử nghiệm trong môi trường thực tế và nhận được phản hồi tích cực từ người dùng. Điều này chứng tỏ rằng việc áp dụng kỹ thuật robot trong dịch vụ là một hướng đi đúng đắn.

4.1. Đánh giá hiệu quả

Các thử nghiệm cho thấy robot có thể thực hiện các nhiệm vụ một cách chính xác và nhanh chóng. Hệ thống đã chứng minh được khả năng hoạt động độc lập và phối hợp hiệu quả giữa các robot. Phản hồi từ khách hàng cho thấy họ hài lòng với dịch vụ mà robot cung cấp, điều này mở ra cơ hội phát triển cho các ứng dụng robot trong tương lai.