Nghiên Cứu và Chế Tạo Robot Di Động Điều Khiển Bằng Giọng Nói

Báo cáo đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật cơ điện tử nghiên cứu chế tạo robot di động điều khiển bằng giọng nói, ứng dụng thực tiễn.

• Đề tài: Nghiên Cứu và Chế Tạo Robot Di Động Điều Khiển Bằng Giọng Nói

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ROBOT DI ĐỘNG
• 1.1. Lịch sử nghiên cứu
• 1.2. Các vấn đề đặt ra
• 1.3. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Phương pháp thực hiện
• 1.5. Kết quả dự kiến
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ROBOT DI ĐỘNG VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN GIỌNG NÓI
• 2.1. Lý thuyết điều khiển robot di động
• 2.1.1. Khái niệm robot di động
• 2.1.2. Các phương pháp điều khiển robot di động
• 2.1.3. Lý thuyết điều khiển robot bằng cử chỉ
• 2.1.4. Giới thiệu về MIT App Iventor
• 2.1.5. Lý thuyết về công nghệ xử lý ảnh
• 2.1.6. Phát hiện đối tượng và thị giác máy tính
• 2.2. Lý thuyết về công nghệ điều khiển giọng nói
• 2.2.1. Khái niệm về công nghệ điều khiển giọng nói
• 2.2.2. Cách thức xây dựng công nghệ điều khiển giọng nói
• 2.2.3. Các loại hệ thống nhận dạng
• 2.2.4. Các cách nhận dạng giọng nói
• 2.2.5. Cách thức triển khai công nghệ giọng nói
• 2.2.6. Ứng dụng của công nghệ điều khiển giọng nói
• 2.2.7. Ưu nhược điểm của công nghệ điều khiển giọng nói
• 2.3. Mô hình hệ thống cơ khí robot di động
• 2.3.1. Bộ phận truyền động
• 2.3.2. Bộ phận liên kết
• 2.4. Mô hình hệ thống điều khiển robot di động
• 2.4.1. Cảm biến siêu âm HC-SR04
• 2.4.2. Module c
• 2.5. Kết luận Chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ROBOT DI ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI
• 3.1. Thiết kế phần cứng robot di động điều khiển bằng giọng nói
• 3.2. Thiết kế hệ thống điều khiển robot di động bằng giọng nói
• 3.3. Lưu đồ thuật toán điều khiển robot di động điều khiển bằng giọng nói
• 3.4. Kết luận Chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MÔ HÌNH VÀ ĐÁNH GIÁ
• 4.1. Chế tạo mô hình robot di động điều khiển bằng giọng nói
• 4.2. Đánh giá hoạt động của hệ thống
• KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Tóm tắt

I. Khám phá robot di động điều khiển bằng giọng nói là gì

Nghiên cứu và chế tạo robot di động điều khiển bằng giọng nói là một lĩnh vực tiên phong, kết hợp giữa kỹ thuật cơ khí, điện tử và trí tuệ nhân tạo (AI). Đây là một dạng robot tự hành có khả năng nhận lệnh và thực thi nhiệm vụ thông qua giao tiếp âm thanh, tạo ra một phương thức tương tác người-máy tự nhiên và hiệu quả. Mục tiêu cốt lõi của các dự án này, như trong đồ án tốt nghiệp robot của sinh viên Đại học Công nghiệp Hà Nội, là xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh từ phần cứng đến phần mềm, có khả năng di chuyển linh hoạt, tránh chướng ngại vật và phản hồi chính xác mệnh lệnh của con người. Nền tảng của công nghệ này dựa trên ba trụ cột chính: cơ cấu chấp hành (bộ khung, động cơ), hệ thống cảm biến (thu nhận thông tin môi trường) và bộ não xử lý trung tâm (giải mã giọng nói và ra quyết định). Sự phát triển của các nền tảng mã nguồn mở như Arduino và Raspberry Pi đã giúp việc tiếp cận và chế tạo các robot thông minh trở nên dễ dàng hơn, thúc đẩy sáng tạo trong cộng đồng sinh viên và các nhà nghiên cứu. Các thuật toán học máy (machine learning) ngày càng tinh vi cũng giúp cải thiện độ chính xác của hệ thống nhận dạng giọng nói, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong đời sống và công nghiệp.

1.1. Tổng quan về công nghệ nhận dạng giọng nói trong robot

Công nghệ nhận dạng giọng nói là trái tim của robot di động điều khiển bằng giọng nói. Quá trình này bao gồm việc thu nhận tín hiệu âm thanh từ người dùng, chuyển đổi nó thành dữ liệu số, sau đó phân tích và chuyển hóa thành văn bản (speech to text). Công nghệ xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP) đóng vai trò then chốt trong việc giải mã ý nghĩa và mục đích đằng sau câu lệnh. Các hệ thống hiện đại không chỉ nhận dạng từ khóa đơn lẻ mà còn hiểu được ngữ cảnh, cho phép người dùng ra lệnh một cách tự nhiên. Các thư viện SpeechRecognition trong ngôn ngữ lập trình Python là công cụ phổ biến, giúp các nhà phát triển tích hợp khả năng này vào hệ thống nhúng một cách hiệu quả. Độ chính xác của hệ thống phụ thuộc vào chất lượng micro, môi trường nhiễu và sự phức tạp của mô hình AI được huấn luyện.

1.2. Vai trò của hệ thống nhúng và vi điều khiển

Một robot tự hành không thể hoạt động nếu thiếu bộ não xử lý trung tâm, và đây chính là vai trò của hệ thống nhúng. Hệ thống này bao gồm một vi điều khiển được lập trình để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể. Trong các dự án nghiên cứu, Arduino và Raspberry Pi là hai lựa chọn phổ biến nhất. Arduino mạnh về khả năng điều khiển động cơ và giao tiếp với các module cảm biến nhờ cấu trúc đơn giản và thời gian thực tốt. Trong khi đó, Raspberry Pi với hệ điều hành Linux mạnh mẽ hơn trong các tác vụ phức tạp như xử lý hình ảnh, chạy các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) và quản lý giao tiếp mạng. Việc lựa chọn vi điều khiển phù hợp phụ thuộc vào mức độ phức tạp và yêu cầu của robot.

II. Các thách thức khi chế tạo robot điều khiển bằng giọng nói

Quá trình nghiên cứu và chế tạo robot di động điều khiển bằng giọng nói đối mặt với nhiều thách thức cả về phần cứng và phần mềm. Về mặt cơ khí, việc thiết kế một khung gầm robot bền vững, ổn định nhưng vẫn gọn nhẹ là bài toán tối ưu hóa phức tạp. Hệ thống truyền động phải đảm bảo di chuyển mượt mà, không rung lắc để bảo vệ các linh kiện điện tử nhạy cảm. Thách thức lớn nhất nằm ở hệ thống điều khiển, nơi các yếu tố phải được tích hợp một cách liền mạch. Độ trễ giữa thời điểm ra lệnh và robot thực thi là một vấn đề quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm người dùng. Theo tài liệu nghiên cứu, việc xử lý tín hiệu giọng nói trong môi trường có tiếng ồn (như tiếng quạt, tiếng người nói chuyện khác) là một rào cản kỹ thuật lớn, đòi hỏi các thuật toán điều khiển và lọc nhiễu tinh vi. Ngoài ra, việc đảm bảo nguồn năng lượng ổn định và đủ lâu cho robot hoạt động cũng là một yếu tố cần tính toán kỹ lưỡng, đặc biệt khi robot tích hợp nhiều module cảm biến và bộ xử lý tiêu thụ nhiều điện năng. Giải quyết thành công những vấn đề này sẽ quyết định sự thành công của toàn bộ dự án.

2.1. Vấn đề độ chính xác trong xử lý ngôn ngữ tự nhiên NLP

Thách thức cốt lõi của phần mềm là độ chính xác của hệ thống xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP). Giọng nói của con người rất đa dạng về âm sắc, ngữ điệu và tốc độ. Hệ thống phải có khả năng phân biệt các lệnh khác nhau, ngay cả khi chúng được phát âm không hoàn toàn rõ ràng. Môi trường nhiễu âm thanh là kẻ thù lớn nhất, có thể khiến robot hiểu sai hoặc không hiểu lệnh. Việc xây dựng một bộ từ vựng lệnh (command vocabulary) đủ rộng nhưng không gây nhầm lẫn đòi hỏi phải thử nghiệm và tinh chỉnh liên tục. Các mô hình học máy (machine learning) cần được huấn luyện trên tập dữ liệu lớn và đa dạng để cải thiện khả năng thích ứng với nhiều người dùng và môi trường khác nhau.

2.2. Khó khăn trong việc tích hợp phần cứng và phần mềm

Việc tích hợp các thành phần phần cứng như vi điều khiển, module cảm biến, mạch cầu H L298N và phần mềm lập trình robot là một công việc phức tạp. Mỗi module có thể có giao thức giao tiếp và yêu cầu điện áp khác nhau, đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức sâu về điện tử. Thuật toán tránh vật cản phải đọc dữ liệu từ cảm biến siêu âm HC-SR04 và ra quyết định điều khiển động cơ trong thời gian thực. Bất kỳ sự chậm trễ nào trong chu trình này đều có thể dẫn đến va chạm. Việc đồng bộ hóa giữa module nhận dạng giọng nói EasyVR hoặc các giải pháp phần mềm với bộ điều khiển chuyển động là yếu-tố-sống-còn, đảm bảo robot phản ứng tức thì và chính xác với mệnh lệnh.

III. Phương pháp thiết kế phần cứng cho robot điều khiển giọng nói

Thiết kế phần cứng là bước nền tảng quyết định khả năng vận hành của robot. Một hệ thống phần cứng được cấu trúc tốt bao gồm ba khối chính: khối cơ khí, khối chấp hành và khối điều khiển-cảm biến. Báo cáo đồ án tốt nghiệp robot của Đại học Công nghiệp Hà Nội đã chỉ ra phương pháp tiếp cận chi tiết. Khối cơ khí thường sử dụng khung gầm robot làm từ mica hoặc nhôm để đảm bảo độ cứng và trọng lượng nhẹ. Khối chấp hành là hệ thống truyền động, với thành phần trung tâm là các động cơ DC giảm tốc được điều khiển bởi mạch cầu H L298N. Mạch cầu H cho phép đảo chiều dòng điện, từ đó giúp robot tiến, lùi và xoay một cách linh hoạt. Khối điều khiển-cảm biến là bộ não của robot, sử dụng vi điều khiển như Arduino làm trung tâm xử lý. Các module cảm biến như cảm biến siêu âm HC-SR04 được lắp phía trước để phát hiện vật cản, trong khi module Bluetooth HC-05 cho phép điều khiển từ xa như một phương án dự phòng. Nguồn điện thường là pin sạc lithium-ion, cung cấp năng lượng ổn định cho toàn bộ hệ thống. Việc bố trí các thành phần một cách khoa học giúp robot cân bằng và hoạt động hiệu quả.

3.1. Lựa chọn vi điều khiển và các module giao tiếp

Việc lựa chọn vi điều khiển là quyết định quan trọng nhất. Arduino Uno R3 thường được ưu tiên cho các dự án cơ bản nhờ cộng đồng hỗ trợ lớn và dễ lập trình. Nó xử lý tốt các tác vụ đọc cảm biến và điều khiển động cơ. Đối với giao tiếp không dây, Bluetooth HC-05 là một lựa chọn kinh tế và đáng tin cậy để kết nối với điện thoại thông minh, cho phép điều khiển từ xa. Đối với chức năng nhận dạng giọng nói, có thể sử dụng module nhận dạng giọng nói EasyVR chuyên dụng, hoặc kết hợp Raspberry Pi với micro để xử lý các tác vụ speech to text phức tạp hơn thông qua kết nối internet.

3.2. Thiết kế mạch điều khiển động cơ và hệ thống nguồn

Để robot di chuyển, hệ thống điều khiển động cơ phải được thiết kế cẩn thận. Bốn động cơ DC giảm tốc được kết nối với mạch cầu H L298N. Module L298N nhận tín hiệu logic từ Arduino để điều khiển chiều quay và tốc độ (thông qua PWM) của từng động cơ. Điều này cho phép robot thực hiện các chuyển động phức tạp như quay tại chỗ hoặc di chuyển theo đường cong. Hệ thống nguồn thường sử dụng pin Li-ion 18650 vì mật độ năng lượng cao. Một mạch quản lý pin là cần thiết để đảm bảo sạc an toàn và cung cấp điện áp ổn định 5V cho vi điều khiển và các cảm biến, cũng như điện áp cao hơn (7-12V) cho động cơ.

IV. Hướng dẫn lập trình robot và thuật toán điều khiển giọng nói

Phần mềm là linh hồn của robot thông minh, biến các lệnh giọng nói thành hành động vật lý. Quá trình lập trình robot bao gồm hai phần chính: chương trình trên vi điều khiển và ứng dụng di động (nếu có). Chương trình trên Arduino được viết bằng ngôn ngữ C/C++ với Arduino IDE, có nhiệm vụ đọc dữ liệu từ các cảm biến, nhận lệnh từ module giọng nói hoặc Bluetooth, và xuất tín hiệu điều khiển tới mạch cầu H L298N. Thuật toán điều khiển là logic trung tâm, quyết định cách robot phản ứng. Ví dụ, khi nhận lệnh "tiến lên", thuật toán sẽ kích hoạt các chân điều khiển động cơ tương ứng. Khi cảm biến siêu âm HC-SR04 phát hiện vật cản trong phạm vi an toàn, thuật toán tránh vật cản sẽ được ưu tiên, tạm dừng chuyển động hiện tại và thực hiện hành động thay thế như dừng lại hoặc lùi. Việc sử dụng các thư viện SpeechRecognition trong ngôn ngữ lập trình Python trên Raspberry Pi cho phép xử lý các câu lệnh phức tạp hơn, tạo ra một robot tự hành thông minh và linh hoạt hơn trong tương tác người-máy.

4.1. Quy trình xử lý lệnh Từ Speech to Text đến hành động

Quy trình xử lý một lệnh giọng nói bắt đầu khi micro thu nhận âm thanh. Tín hiệu này được số hóa và xử lý bởi một module hoặc thư viện speech to text. Kết quả là một chuỗi văn bản (ví dụ: "rẽ phải"). Vi điều khiển sau đó so sánh chuỗi này với một danh sách các lệnh đã được định nghĩa trước. Nếu tìm thấy một kết quả khớp, chương trình sẽ thực thi một hàm chức năng tương ứng. Ví dụ, hàm rePhai() sẽ gửi các tín hiệu logic đến mạch cầu H L298N để làm cho các bánh xe bên trái quay tới và các bánh xe bên phải quay lùi, khiến robot xoay sang phải. Quy trình này đòi hỏi tốc độ xử lý nhanh để đảm bảo robot phản hồi gần như tức thời.

4.2. Xây dựng thuật toán tránh vật cản tự động

Thuật toán tránh vật cản là một tính năng an toàn thiết yếu. Chương trình trên Arduino sẽ liên tục gửi xung kích hoạt đến chân Trig của cảm biến siêu âm HC-SR04 và đo thời gian xung phản hồi ở chân Echo. Dựa vào thời gian này và tốc độ âm thanh, khoảng cách đến vật cản phía trước được tính toán. Một ngưỡng an toàn (ví dụ: 20cm) được thiết lập. Nếu khoảng cách đo được nhỏ hơn ngưỡng này, thuật toán điều khiển sẽ được kích hoạt. Nó sẽ ngay lập tức dừng các động cơ, sau đó có thể thực hiện một chuỗi hành động như lùi lại một đoạn ngắn, quay sang một hướng ngẫu nhiên (trái hoặc phải), rồi tiếp tục di chuyển. Điều này giúp robot tự động điều hướng trong môi trường không xác định.

V. Ứng dụng thực tiễn của robot di động điều khiển giọng nói

Sự thành công của các dự án nghiên cứu như đồ án tốt nghiệp robot đã mở ra nhiều hướng ứng dụng thực tiễn giá trị. Trong môi trường gia đình, robot thông minh có thể đóng vai trò như một trợ lý cá nhân, giúp người lớn tuổi hoặc người khuyết tật thực hiện các công việc đơn giản như lấy đồ vật, nhắc nhở lịch uống thuốc chỉ bằng cách ra lệnh. Công nghệ điều khiển từ xa bằng giọng nói loại bỏ sự cần thiết của các thiết bị phức tạp, tăng cường tính độc lập cho người dùng. Trong lĩnh vực giáo dục, việc chế tạo robot điều khiển giọng nói là một công cụ học tập STEM (Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán học) tuyệt vời. Sinh viên có thể học về cơ khí, lập trình vi điều khiển, và các nguyên tắc cơ bản của trí tuệ nhân tạo (AI) thông qua một dự án thực tế và hấp dẫn. Trong công nghiệp nhẹ hoặc nhà kho, các phiên bản robot tự hành lớn hơn có thể được sử dụng để vận chuyển hàng hóa nhẹ giữa các khu vực, tăng hiệu quả và giảm sức lao động của con người. Khả năng tương tác người-máy tự nhiên giúp công nhân dễ dàng chỉ huy robot mà không cần qua đào tạo phức tạp.

5.1. Robot hỗ trợ trong y tế và chăm sóc người cao tuổi

Một trong những ứng dụng hứa hẹn nhất là trong lĩnh vực y tế. Robot có thể được lập trình để di chuyển trong nhà hoặc bệnh viện, mang thuốc, nước hoặc các vật dụng cá nhân đến cho bệnh nhân. Người dùng chỉ cần gọi tên robot và ra lệnh, giúp giảm bớt gánh nặng cho y tá và người chăm sóc. Khả năng giao tiếp không dây cho phép robot kết nối với các hệ thống cảnh báo trung tâm, có thể tự động gọi trợ giúp nếu phát hiện người dùng gặp sự cố. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao chất lượng cuộc sống cho người cần chăm sóc đặc biệt.

5.2. Công cụ học tập và nghiên cứu trong giáo dục STEM

Các dự án robot điều khiển bằng giọng nói là nền tảng lý tưởng cho giáo dục STEM. Sinh viên không chỉ học lý thuyết về lập trình robot hay điều khiển động cơ, mà còn phải áp dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tế như thiết kế khung gầm robot, tối ưu hóa thuật toán tránh vật cản, và cải thiện độ chính xác của hệ thống nhận dạng giọng nói. Quá trình từ ý tưởng đến sản phẩm hoàn thiện giúp sinh viên phát triển kỹ năng tư duy phản biện, giải quyết vấn đề và làm việc nhóm, chuẩn bị hành trang vững chắc cho sự nghiệp trong ngành công nghệ cao.

VI. Tương lai của robot thông minh và tương tác người máy

Lĩnh vực robot di động điều khiển bằng giọng nói đang phát triển với tốc độ chóng mặt, hứa hẹn một tương lai nơi robot thông minh trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày. Xu hướng chính là tích hợp sâu hơn trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (machine learning). Thay vì chỉ thực hiện các lệnh đơn giản, robot trong tương lai có thể hiểu các yêu cầu phức tạp, học hỏi thói quen của người dùng và chủ động đưa ra gợi ý. Ví dụ, robot có thể học lịch trình hàng ngày và tự động nhắc nhở mà không cần lệnh. Công nghệ xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP) sẽ ngày càng tinh vi hơn, cho phép các cuộc hội thoại hai chiều giữa người và máy trở nên trôi chảy và tự nhiên. Sự phát triển của Internet of Things (IoT) cũng sẽ cho phép robot không chỉ là một thiết bị độc lập mà còn là trung tâm điều khiển của một ngôi nhà thông minh, có thể tương tác và ra lệnh cho các thiết bị khác. Cuối cùng, việc cải thiện các thuật toán điều khiển và cảm biến sẽ giúp robot di chuyển an toàn và hiệu quả hơn trong các môi trường đông đúc, phức tạp, mở đường cho các ứng dụng trong không gian công cộng.

6.1. Tích hợp Trí tuệ nhân tạo AI để ra quyết định thông minh

Tương lai của robot tự hành nằm ở khả năng ra quyết định độc lập. Bằng cách tích hợp các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI), robot không chỉ tuân theo lệnh mà còn có thể phân tích tình huống. Ví dụ, nó có thể nhận dạng các đối tượng khác nhau thông qua camera, hiểu được lệnh "lấy cho tôi quả táo" và phân biệt quả táo với các loại trái cây khác. Học máy (machine learning) sẽ cho phép robot tự cải thiện hiệu suất theo thời gian, học từ những lần thất bại để thực hiện nhiệm vụ tốt hơn trong tương lai. Điều này sẽ biến robot từ một công cụ thành một đối tác thực sự.

6.2. Cải thiện trải nghiệm tương tác người máy HCI

Mục tiêu cuối cùng là làm cho tương tác người-máy (Human-Computer Interaction - HCI) trở nên liền mạch như tương tác giữa người với người. Điều này bao gồm việc cải thiện khả năng hiểu các sắc thái trong giọng nói (như sự khẩn cấp, câu hỏi), kết hợp nhận dạng giọng nói với nhận dạng cử chỉ để hiểu lệnh một cách toàn diện hơn. Robot sẽ có thể cung cấp phản hồi bằng giọng nói tổng hợp tự nhiên, tham gia vào các cuộc đối thoại đơn giản, và thể hiện trạng thái của mình thông qua đèn LED hoặc âm thanh, tạo ra một trải nghiệm giao tiếp phong phú và thân thiện hơn cho người dùng.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình phát triển của kỹ thuật tự động hóa, robot di động (Mobile Robot) giữ vai trò then chốt khi khắc phục được nhược điểm cố định không gian của các hệ thống tay máy công nghiệp truyền thống vốn xuất hiện từ thập niên 1950 tại Hoa Kỳ. Kể từ những mốc lịch sử như robot cắt cỏ tự động Mowbot (1969), hệ thống bám vạch The Stanford Cart, cho đến các dòng robot hỗ trợ y tế Helpmate (1990), robot trinh thám PackBot (1999) hay robot gia dụng Roomba (2002), nhu cầu tương tác tự nhiên giữa người và máy ngày càng trở nên cấp thiết. Đề tài đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, tính toán chế tạo robot di động điều khiển bằng giọng nói" được thực hiện bởi nhóm sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử thuộc Khoa Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội nhằm đáp ứng xu hướng tích hợp giao diện điều khiển đa phương thức cho robot tự hành phục vụ đời sống.

Nghiên cứu tập trung giải quyết đồng thời hai bài toán kỹ thuật trọng tâm:

1. Vấn đề cơ khí: Phân tích, tính toán và thiết kế kết cấu khung cho robot đảm bảo khả năng chuyển động êm ái, hạn chế rung lắc nhằm duy trì độ chính xác cao trong hành trình di chuyển; tính toán lựa chọn vật liệu chế tạo và linh kiện cơ điện tử phù hợp với tải trọng và cấu hình hai bánh chủ động.
2. Vấn đề điều khiển: Lựa chọn hệ thống cảm biến, thiết kế mạch điện tử và lập trình giải thuật điều khiển đa kênh gồm nhận dạng giọng nói, nhận dạng cử chỉ bàn tay qua cảm biến quán tính và kết nối không dây Bluetooth/Wi-Fi thông qua ứng dụng di động.

Đề tài xác định bốn mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

1. Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo cơ khí và nguyên lý hoạt động của robot di động hai bánh chủ động.
2. Nghiên cứu phương pháp và thuật toán điều khiển robot bằng giọng nói, cử chỉ bàn tay và kết nối Bluetooth.
3. Mô phỏng, mô hình hóa động học và động lực học của robot di động làm cơ sở thiết kế và đánh giá hoạt động của hệ thống.
4. Chế tạo mô hình thực tế đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về độ bền vững, độ ổn định và tính đồng bộ giữa phần cứng với phần mềm điều khiển.

• Đối tượng nghiên cứu: Mô hình robot di động 3 tầng tích hợp hệ thống truyền động DC, cụm điều khiển vi xử lý phân tán (ESP32, Arduino Uno R3, ESP8266), hệ thống cảm biến (MPU6050, HC-SR04, ESP32-CAM) và ứng dụng điều khiển chạy trên hệ điều hành Android.
• Phạm vi nghiên cứu: Đề tài được triển khai thực hiện trong khung thời gian từ ngày 06/03/2023 đến ngày 07/05/2023 tại Khoa Cơ khí – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa kỹ thuật cơ khí chính xác, điện tử nhúng và trí tuệ nhân tạo tương tác:

• Lý thuyết dẫn đường robot di động: Phân tích nguyên lý định vị tích lũy (Dead-reckoning) dựa trên chuyển đổi số vòng quay bánh xe thành độ dịch tuyến tính; lý thuyết dẫn đường bằng cột mốc chủ động thông qua phép đo 3 cạnh và 3 góc tam giác; nguyên lý định vị dựa trên đối sánh bản đồ cục bộ và bản đồ toàn cục.
• Lý thuyết công nghệ điều khiển giọng nói và xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP): Cơ chế thu nhận tín hiệu âm thanh, tiền xử lý tín hiệu, trích xuất đặc trưng giọng nói và giải mã tập lệnh điều khiển thông qua dịch vụ trợ lý ảo (Google Assistant) trên nền tảng di động.
• Lý thuyết điều khiển bằng cử chỉ: Nguyên lý thu thập dữ liệu gia tốc góc và vận tốc góc 3 trục (X, Y, Z) từ bộ đo quán tính MEMS (cảm biến MPU6050) để nhận dạng hướng nghiêng của bàn tay theo nghiên cứu tương tác người - máy của Mitra et al.
• Lý thuyết thị giác máy tính và xử lý ảnh: Các bước cơ bản trong chu trình xử lý ảnh số, luồng phân tích dữ liệu hình ảnh và thuật toán nhận diện vật thể YOLO phục vụ quan sát môi trường qua camera không dây.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và công cụ triển khai bao gồm:

• Phương pháp phân tích - tổng hợp tài liệu chuyên ngành về động học robot vi sai và các chuẩn giao tiếp vi điều khiển (UART, SPI, I2C, PWM).
• Phương pháp thiết kế 3D bằng phần mềm SolidWorks để tính toán hình học, trọng tâm và phân bố không gian lắp đặt các tầng mạch.
• Phương pháp thiết kế mạch điện tử bằng phần mềm Altium Designer phục vụ chế tạo mạch in (PCB) trung gian kết nối các khối chức năng.
• Phương pháp lập trình nhúng trên môi trường Arduino IDE (ngôn ngữ C/C++) và xây dựng ứng dụng Android thông qua môi trường lập trình khối trực quan MIT App Inventor.

---

Thiết kế và triển khai

Hệ thống robot di động được thiết kế theo cấu trúc phần cứng module hóa, phân tầng rõ ràng nhằm đảm bảo độ cứng vững cơ học và tính ổn định tín hiệu điều khiển.

                  +---------------------------------------+
                  |           Ứng dụng Android            |
                  |     (MIT App Inventor / Bluetooth)    |
                  |   [Giọng nói] [Cử chỉ] [Nút bấm]      |
                  +-------------------+-------------------+
                                      |
                      (Sóng vô tuyến / Bluetooth / Wi-Fi)
                                      |
                                      v
+-----------------------+   +-------------------+   +-------------------------+
|    Tay cầm cử chỉ     |   |   Khối xử lý TT   |   |   Khối quan sát video   |
|   (ESP8266 WeMos D1   |-->|   (ESP32-WROOM    |   |       (ESP32-CAM)       |
|    + MPU6050 + TP4056)|   |    Dual-Core LX6) |   |  (Truyền dữ liệu Wi-Fi) |
+-----------------------+   +---------+---------+   +-------------------------+
                                      |
             +------------------------+------------------------+
             |                                                 |
             v                                                 v
+-------------------------+                       +-------------------------+
|   Mạch công suất L298   |                       |     Khối quét vật cản   |
|  (Cầu H kép Transistor) |                       |     (Arduino Uno R3     |
+------------+------------+                       |    + HC-SR04 + SG90)    |
             |                                    +-------------------------+
             v
+-------------------------+
| 2 x Động cơ giảm tốc V1 |
|   + 2 x Bánh xe V1      |
+-------------------------+

1. Thiết kế cơ khí và kết cấu truyền động

• Kết cấu khung gầm 3 tầng: Thân robot sử dụng 3 tấm mica gia công định hình, được liên kết và định vị không gian thông qua hệ thống trụ đồng lục giác đực - cái bằng thép không gỉ. Kết cấu này giúp tháo lắp linh hoạt, chống biến dạng dưới tác động của rung động cơ học và tải trọng linh kiện.
• Bộ phận truyền động: Sử dụng 2 động cơ DC giảm tốc vàng V1 gắn trực tiếp với 2 bánh xe mô hình V1 ở tầng đáy, đóng vai trò bánh chủ động tạo lực đẩy vi sai. Bánh xe V1 có ưu điểm nhỏ gọn, chuyển hướng linh hoạt, vận hành êm nhưng độ bám đường hạn chế trên bề mặt trơn trượt.

2. Thiết kế mạch điện tử và khối vi điều khiển

• Bộ điều khiển trung tâm (ESP32 DevKit): Tiếp nhận lệnh điều khiển giọng nói và tín hiệu điều hướng từ điện thoại thông qua kết nối Bluetooth/Wi-Fi; phát xung PWM và tín hiệu logic điều khiển chiều quay tới mạch công suất.
• Mạch cầu H công suất (L298): Đảm nhiệm khuếch đại dòng điện lái 2 động cơ DC, hỗ trợ điện áp cấp tải lên đến 30V và dòng đỉnh 2A mỗi kênh, tích hợp bảo vệ quá nhiệt.
• Khối đo khoảng cách và quét vật cản: Arduino Uno R3 điều khiển động cơ servo SG90 xoay góc quét và kích hoạt cảm biến siêu âm HC-SR04 phát xung 40 kHz để xác định khoảng cách vật cản trong phạm vi 2 cm – 400 cm.
• Khối phát hiện cử chỉ tay cầm: Sử dụng bo mạch WeMos D1 Mini (vi điều khiển ESP8266EX) kết nối I2C với cảm biến MPU6050 đo gia tốc 3 trục để truyền dữ liệu độ nghiêng tay về hệ thống trung tâm.
• Khối thị giác: Module ESP32-CAM gắn tại mặt trước và mặt sau để truyền luồng video thời gian thực về máy tính/ứng dụng phục vụ nhận dạng hình ảnh.
• Hệ thống nguồn: Trang bị khối pin Lithium 18650 2 cell nối tiếp 16A kết hợp module mạch sạc bảo vệ TP4056 và mạch sạc pin 18650 chuyên dụng.

3. Thông số kỹ thuật của các module phần cứng chính

Module / Linh kiện	Vi xử lý / Cấu trúc	Điện áp hoạt động	Dòng điện / Tiêu thụ	Thông số vận hành chính
Arduino Uno R3	ATmega328 (8-bit)	5V DC (Khuyên dùng 7–12V)	~30 mA	Tần số 16 MHz; 32 KB Flash; 2 KB SRAM; 14 I/O Digital (6 PWM); 6 Analog
ESP32-WROOM-32	Xtensa Dual-Core LX6 (32-bit)	2,2V – 3,6V DC	80 mA (Sleep: 5 µA)	Xung nhịp 160–240 MHz; 520 KB SRAM; Wi-Fi & Bluetooth/BLE; cảm biến Hall, Touch
WeMos D1 Mini	ESP8266EX (32-bit)	3,3V DC (Nguồn vào 5V)	Tùy tải phát sóng	Wi-Fi 2.4 GHz; 4 MB Flash; 11 chân I/O Digital; 1 chân Analog (Max 3,3V)
Mạch cầu H L298	IC cầu kép toàn kỳ	5V – 30V DC	Tối đa 2A / kênh	Công suất 25W/cầu; mức logic High (2,3V–Vss), Low (-0,3V–1,5V); bảo vệ quá nhiệt
Cảm biến HC-SR04	Bản mạch thu phát siêu âm	5V DC	15 mA	Tần số 40 kHz; khoảng cách đo 2–400 cm; góc quét < 15°; độ chính xác 3 mm
Cảm biến MPU6050	6-DOF MEMS (Gyro + Accel)	Chuẩn I2C logic	500 µA (Low-power: 10–110 µA)	ADC 16-bit tích hợp; thang đo gia tốc lập trình ±2g, ±4g, ±8g, ±16g
Động cơ DC giảm tốc V1	Động cơ một chiều kèm hộp số	3V – 6V DC	Phụ thuộc tải	Tỉ số truyền giảm tốc, lắp khớp trực tiếp trục bánh xe cao su V1

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu chung về robot di động và công nghệ điều khiển giọng nói

Chương 1 khái quát lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ robot tự hành từ những năm 1950 đến nay. Tác giả phân tích các cột mốc tiêu biểu chứng minh bước chuyển từ tay máy tĩnh sang nền tảng di động có bánh xe phục vụ môi trường phi công nghiệp. Nội dung chương nêu rõ các vấn đề đặt ra về mặt cơ khí (kết cấu khung 3 tầng không rung lắc, chọn vật liệu bền nhẹ) và điều khiển (đồng bộ hóa đa kênh: giọng nói, cử chỉ, Bluetooth). Chương này cũng xác định đối tượng nghiên cứu, phương pháp tiếp cận và danh mục 4 kết quả dự kiến bàn giao của đề tài.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết về robot di động và công nghệ điều khiển giọng nói

Chương 2 trình bày chi tiết nền tảng lý thuyết phục vụ thiết kế:

• Lý thuyết điều khiển và dẫn đường: Phân tích phương pháp Dead-reckoning cùng các nguồn sai số hệ thống/phi hệ thống do số vòng quay bánh xe; cơ chế đo 3 cạnh và 3 góc tam giác của trạm mốc chủ động; phương pháp quét tạo bản đồ môi trường.
• Công nghệ điều khiển giọng nói: Phân tích cấu trúc hệ thống nhận dạng giọng nói, quy trình trích xuất đặc trưng âm thanh, phương pháp xử lý ngôn ngữ tự nhiên và tích hợp Google Assistant.
• Công nghệ điều khiển bằng cử chỉ và thị giác: Trình bày nguyên lý đo góc nghiêng X, Y, Z của cảm biến IMU 6 trục; giới thiệu quy trình tiền xử lý ảnh số và mô hình phát hiện đối tượng YOLO.
• Cơ sở phần cứng và công cụ lập trình: Trình bày kiến trúc vi điều khiển ATmega328 trên Arduino Uno R3, cấu hình chip kép Xtensa trên ESP32, vi mạch ESP8266EX, mạch công suất L298, cảm biến siêu âm HC-SR04, cảm biến MPU6050, động cơ servo SG90, động cơ giảm tốc V1 và nền tảng lập trình ứng dụng MIT App Inventor.

Chương 3: Tính toán thiết kế robot di động điều khiển bằng giọng nói

Chương 3 tập trung vào công tác tính toán và thiết kế kỹ thuật:

• Thiết kế sơ đồ khối và tính toán động học: Xây dựng mô hình hình học robot vi sai 2 bánh chủ động, tính toán phân tích lực kéo, ma sát và phản lực tác dụng lên bánh xe mô hình V1 khi chuyển động thẳng và khi quay vòng.
• Thiết kế hệ thống điều khiển và sơ đồ nguyên lý: Lập bản vẽ kết nối giữa Arduino với cảm biến siêu âm HC-SR04; kết nối ESP32 với mạch L298 và 2 động cơ DC; kết nối module ESP32-CAM với máy tính; kết nối WeMos D1 Mini với MPU6050 và mạch sạc pin.
• Thiết kế mạch in (PCB): Xây dựng bản vẽ nguyên lý và Layout mạch in trên phần mềm Altium Designer cho bo mạch điều khiển ESP32 và bo điều khiển cử chỉ ESP8266.
• Xây dựng giải thuật điều khiển: Thiết lập 4 lưu đồ thuật toán chính gồm: lưu đồ ứng dụng điều khiển trên điện thoại di động, lưu đồ xử lý lệnh điều khiển tại vi điều khiển trung tâm, lưu đồ quét và né tránh vật cản của cảm biến siêu âm, và lưu đồ xử lý hình ảnh nhận diện vật thể từ camera.

Chương 4: Chế tạo mô hình và đánh giá

Chương 4 mô tả toàn bộ quá trình hiện thực hóa và kiểm thử hệ thống:

• Chế tạo và lắp ráp cơ khí: Gia công cắt gọt mica 3 tầng, lắp ráp động cơ và bánh xe tại Tầng 1, cố định bo mạch điều khiển trung tâm và pin tại Tầng 2, lắp đặt cụm cảm biến siêu âm gắn servo SG90 và camera ESP32-CAM tại Tầng 3.
• Phát triển phần mềm điều khiển: Xây dựng giao diện ứng dụng trên MIT App Inventor gồm khối nhập địa chỉ IP camera (TextBox), các phím điều hướng thủ công (Button), khối chuyển đổi giọng nói thành văn bản (SpeechRecognizer) và khối truyền thông Bluetooth.
• Thực nghiệm và đánh giá hệ thống: Kiểm thử khả năng nhận dạng lệnh giọng nói và truyền mã điều khiển qua Bluetooth; kiểm tra độ nhạy cử chỉ nghiêng tay của cảm biến MPU6050; đánh giá tính năng truyền hình ảnh không dây từ ESP32-CAM và khả năng phát hiện vật cản dừng khẩn cấp của cảm biến HC-SR04.

---

Kết quả và đóng góp

Đề tài đã hoàn thành toàn bộ khối lượng công việc theo đề cương nhiệm vụ được phê duyệt và đạt được các kết quả cụ thể:

1. Danh mục sản phẩm bàn giao

STT	Tên sản phẩm / Hồ sơ kỹ thuật	Quy cách / Định dạng	Số lượng	Người thực hiện chính
1	Bản vẽ hệ thống cơ khí	Khổ A3	01	Nguyễn Việt Thắng
2	Bản vẽ hệ thống điều khiển	Khổ A3	01	Nguyễn Minh Trường
3	Lưu đồ thuật toán điều khiển	Khổ A3	01	Nguyễn Trần Thế
4	Thuyết minh đồ án tốt nghiệp	Báo cáo đóng quyển	01	Nhóm thực hiện đề tài
5	Mô hình robot di động thực tế	Hệ thống cơ điện tử hoàn chỉnh	01	Cả nhóm phối hợp chế tạo
6	Phần mềm điều khiển Android	Ứng dụng (.apk) qua App Inventor	01	Cả nhóm phối hợp lập trình

2. Kết quả kỹ thuật đạt được

• Chế tạo thành công mô hình robot di động 3 tầng vững chắc, hoạt động êm ái, các tầng mica được định vị chắc chắn nhờ trụ đồng lục giác đực - cái.
• Triển khai thành công 3 phương thức điều khiển trên cùng một nền tảng: điều khiển bằng khẩu lệnh tiếng Việt qua ứng dụng Android kết nối Bluetooth, điều khiển bằng cử chỉ nghiêng bàn tay thông qua bộ phát WeMos D1 + MPU6050, và điều khiển thủ công bằng giao diện nút bấm ảo.
• Tích hợp hệ thống an toàn phát hiện vật cản phía trước bằng cảm biến siêu âm HC-SR04 trên cơ cấu quét servo SG90, hỗ trợ phát hiện chướng ngại vật trong khoảng 2 cm – 400 cm.
• Tích hợp thành công module ESP32-CAM truyền hình ảnh không dây phục vụ giám sát hành trình và nhận diện vật thể.

3. Đóng góp của đề tài

• Đồ án đã hệ thống hóa và làm chủ quy trình phát triển một sản phẩm cơ điện tử hoàn chỉnh từ khâu tính toán động học, thiết kế mô hình 3D, thiết kế mạch in PCB đến lập trình vi điều khiển phân tán và ứng dụng di động.
• Đề xuất mô hình điều khiển phân tán linh hoạt kết hợp ESP32, ESP8266 và Arduino Uno R3, tối ưu hóa năng lực tính toán và xử lý thời gian thực cho từng tác vụ riêng biệt.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi và kết quả thử nghiệm thực tế của mô hình, đồ án ghi nhận một số hạn chế kỹ thuật:

• Hệ thống cơ khí và bám đường: Việc sử dụng bánh xe mô hình V1 khiến robot gặp khó khăn khi di chuyển qua các chướng ngại vật có độ cao lớn hoặc trên các bề mặt có hệ số ma sát thấp, khả năng bám đường còn hạn chế.
• Cảm biến và môi trường: Cảm biến siêu âm HC-SR04 có góc cảm biến giới hạn (không quá 15 độ), dễ tạo ra các điểm mù góc nghiêng khi quét chướng ngại vật phức tạp; thuật toán nhận dạng giọng nói qua thiết bị di động phụ thuộc vào kết nối mạng không dây và chất lượng lọc ồn môi trường.

Hướng phát triển tiếp theo:

• Cải tiến hệ thống di động bằng cách nâng cấp cơ cấu bánh xe (như bánh Mecanum hoặc bánh xích cao su) kết hợp động cơ DC có phản hồi tốc độ (Encoder) để kiểm soát quỹ đạo chính xác theo giải thuật Dead-reckoning kín.
• Nâng cấp bộ vi xử lý trên robot để xử lý trực tiếp thuật toán nhận dạng giọng nói ngoại tuyến (offline) và thuật toán nhận diện thị giác máy tính cục bộ thay vì truyền luồng video về máy tính xử lý.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật thực tế cho:

• Sinh viên ngành Cơ điện tử, Tự động hóa và Robot: Tham khảo phương pháp tính toán kết cấu cơ khí phân tầng, phương pháp phân tích lực tác dụng lên bánh xe robot vi sai và quy trình thiết kế mạch in chuyên dụng trên phần mềm Altium Designer.
• Người nghiên cứu hệ thống nhúng và IoT: Tham khảo giải pháp giao tiếp không dây phối hợp giữa các dòng vi điều khiển phổ biến (ESP32, ESP8266, ATmega328), kỹ thuật điều khiển động cơ cầu H L298 và cách thức khai thác cảm biến quán tính 6-DOF MPU6050.
• Lập trình viên ứng dụng điều khiển di động: Cung cấp cấu trúc khối lệnh mẫu (Block programming) trên MIT App Inventor để tích hợp giao tiếp Bluetooth, nhận dạng giọng nói SpeechRecognizer và truyền phát luồng video từ camera IP.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Robot di động trong đồ án sử dụng những phương thức điều khiển nào?

Robot hỗ trợ 3 phương thức điều khiển chính: (1) Điều khiển bằng giọng nói thông qua khối SpeechRecognizer trên ứng dụng Android kết nối Bluetooth; (2) Điều khiển bằng cử chỉ nghiêng bàn tay sử dụng tay cầm rời tích hợp cảm biến quán tính MPU6050 và module WeMos D1 Mini; (3) Điều khiển thủ công thông qua các phím bấm điều hướng trên giao diện ứng dụng di động.

2. Nhiệm vụ của từng vi điều khiển trong hệ thống phân tán được phân chia như thế nào?

Hệ thống sử dụng cấu trúc vi điều khiển phân tán:

• ESP32-WROOM-32: Đóng vai trò bộ điều khiển trung tâm trên thân robot, nhận lệnh từ ứng dụng di động qua Bluetooth/Wi-Fi và điều khiển mạch cầu H L298 để lái hai động cơ DC.
• Arduino Uno R3 (ATmega328): Chịu trách nhiệm điều khiển góc quét của động cơ servo SG90 và đo đạc khoảng cách từ cảm biến siêu âm HC-SR04 để phát hiện vật cản.
• WeMos D1 Mini (ESP8266EX): Được gắn trên tay cầm điều khiển để đọc dữ liệu góc nghiêng từ cảm biến gia tốc MPU6050 qua I2C và truyền tín hiệu điều khiển cử chỉ.
• Module ESP32-CAM: Độc lập thu nhận và truyền luồng video qua giao thức Wi-Fi phục vụ quan sát môi trường.

3. Ưu và nhược điểm của bánh xe mô hình V1 được đề tài phân tích như thế nào?

Theo phân tích trong đồ án:

• Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn, chất lượng tốt, giá thành phải chăng, cho phép chuyển hướng nhanh và vận hành rất êm ái trên mặt phẳng.
• Nhược điểm: Khó vượt qua các chướng ngại vật có kích thước lớn và khả năng bám đường kém trên các bề mặt trơn trượt.

4. Cảm biến MPU6050 hoạt động với các thông số kỹ thuật nào trong đề tài?

Cảm biến MPU6050 là thiết bị đo chuyển động 6 trục (3 trục gia tốc kế và 3 trục con quay hồi chuyển) tích hợp bộ biến đổi ADC 16-bit. Cảm biến hỗ trợ các thang đo gia tốc toàn dải lập trình được là ±2g, ±4g, ±8g và ±16g, mức tiêu thụ dòng điện chế độ hoạt động bình thường là 500 µA, dùng để xác định góc nghiêng bàn tay theo các trục tọa độ X, Y, Z.

5. Cảm biến siêu âm HC-SR04 có thông số phát hiện vật cản như thế nào?

Cảm biến HC-SR04 hoạt động ở điện áp 5V DC, dòng tiêu thụ 15 mA, phát sóng âm ở tần số 40 kHz. Cảm biến có khả năng phát hiện vật thể trong khoảng cách từ 2 cm đến 400 cm, góc cảm biến hiệu dụng không quá 15 độ và độ chính xác đo đạc đạt mức lên đến 3 mm.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, tính toán chế tạo robot di động điều khiển bằng giọng nói" của nhóm sinh viên Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã hoàn thành tốt các mục tiêu đề ra, chế tạo thành công mô hình robot cơ điện tử 3 tầng vận hành ổn định. Hệ thống tích hợp hiệu quả ba phương thức điều khiển linh hoạt (giọng nói, cử chỉ quán tính, phím bấm Bluetooth) cùng chức năng tự động phát hiện vật cản bằng sóng siêu âm và giám sát hình ảnh qua camera. Đề tài cung cấp đầy đủ bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật chuẩn xác, tạo tiền đề vững chắc cho các nghiên cứu mở rộng về robot tự hành đa cảm biến trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ROBOT DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử nghiên cứu Mobile robot là loại máy tự động có khả năng di chuyển trong một số môi trường nhất định. Mobile robot hiện đang được các nhà nghiên cứu chú trọng và hầu như các trường đại học lớn đều có phòng thí nghiệm để tập trung nghiên cứu loại robot này. Chúng cũng được sử dụng trong các ngành công nghiệp, quân sự và sinh hoạt., như trong sing hoạt có robot hút bụi, lau nhà hay cắt cỏ. Hình dạng robot xuất hiện đầu tiên ở nước Hoa Kỳ, là loại tay máy chép hình dung trong phòng thí nghiệm vật liệu phóng xạ.

Vào những năm 50 của thế kỷ trước, bên cạnh các loại tay máy chép hình cơ khí, các loại tay máy chép hình thủy lực điện tử đã xuất hiện. Tuy nhiên, các tay máy thương mại đều có chung nhược điểm là thiếu sự di động, các tay máy này hoạt động hạn chế quanh vị trí của nó. Ngược lại, mobile robot là loại robot di động có thể di chuyển từ không gian này đến không gian khác một cách độc lập hay được điều khiển từ xa, do đó tạo không gian hoạt động lớn. Năm 1969: Mowbot là con robot đầu tiên cắt cả bãi cỏ một cách tự động.

6f87e 1b11a 932da b860 f81 b6 f9bdc3 2eca c777 6e0cf7 b60da 52f6cf66 b5ff294 1e747 e The Stanford Cart line follower là một con robot di động có thể di chuyển thông e1b11a9 32da b860 f81 b6f9bdc32 ecac7776 e0cf7b60da5 2f6 cf66b5ff2941e 747e 6f8 7 932dab860 f81b6f9 bdc32e cac7776e 0cf7b6 0da5 2f6 cf66b5ff2 941e 747e6 f87e 1b1 1a qua nhận dạng đường kẻ trắng, sử dụng một camera để nhìn. Nó bao gồm một 860f8 1b6 f9bdc32eca c77 76e0 cf7 b60 da52 f6cf66 b5ff29 41e74 7e6f87e1 b11a9 32da b f81b6f9 bdc32e cac7 776e0 cf7b6 0da52 f6 cf6 6b5ff2 941e7 47e6 f87e 1b11a 932da b86 0 6f9bdc3 2eca c77 76e0 cf7 b60 da52 f6cf66 b5ff294 1e74 7e6f87e1 b11a9 32dab860 f81 b “kênh truyền thanh” gắn với hệ thống máy tính lớn để tạo ra những tính toán. dc32e cac7776 e0cf7b60da5 2f6 cf66b5ff2941e 747e 6f87 e1b1 1a932 dab8 60f81b6 f9 b 32eca c7776 e0cf7 b60da 52f6cf66b5ff2941 e747e 6f8 7e1b11a932 dab8 60f81b6 f9 bdc c7776 e0cf7b60da 52f6 cf66b5ff2941 e747e 6f8 7e1b11a932 dab8 60f81b6 f9 bdc32e ca Năm 1977: Bộ phim “Chiến tranh giữa các vì sao" phần I, A new Hope e0cf7b60 da52 f6 cf6 6b5ff2 941e7 47e6 f87e 1b11a 932da b860 f81 b6 f9bdc3 2eca c777 6 fc3a3 f93a 08582 6d66a 60f835 d2406 ea15 f7e7 b88cbf5e9cb78 cc9e16 d1072 e24 c3ee4 7d0800 c6a8 0136 f54 da448 1c2 b397 7f6 f33 e0be 8a4b3 d678 cc5b77 828 cc3 7ae38 f66a4 mô tả R2D2, một con robot di động hoạt động độc lập và C3P0, một con robot 9c84a7 1dc1cb825a 4f1 d7c732fb9a4 e5765 f83 10c1984 f96 1e06 cf3 fc71f185b5ad74 b fac7b7b2 0dfcfdcdf1 cf4 2b2 fc6 b5a c1e9 c4a51ae fef5b7 de7f4b3 cc9e5d780d33d5 94 9e3f2 1bf4656 147e4 1c5 63d1 76a97 9e946 6be8 9c63 c0e 2907 0df0e654 8e28 c32 c6 f8f7 hình người. Họ đã khiến công chúng biết đến những con robot.

7ea8e433 c9 f051 8c9 06b9a 684d9d02 5cb598 854db148 3a8024 9bc348 7e1be 4646 2d7a b f21d145b5b08 b8e1 f8 c76 f42 b4ce 759fb93 c48 e7f8a41e7 8571e 64a2 f48b0e5 c8d4 bb8 df3 fa34df8 f2c9de ba5dcb1e e30bc7d67cb1d4163 72d9 47cdab0 1c5 76b2 b2efb3 c49a2 Năm 1980: Thị hiếu của người tiêu dùng về robot tăng, robot được bảy 08d258 539 bc6 96d5a 3b1a4 c49 7180 bae30 dc4 4793a3 dc5d19 4ad09 3cb5c3f9 9f2 02398 30ff2d29 b07 f39 d69e d7d2 e358bfca d25b40c5434 0e68a b4ee2 b76e0 b2a8 65300 be6e 0 bán và mua về để sử dụng trong nhà. Ví dụ RB5X vẫn tồn tại tới ngày nay và 95f4 fcb5fd1f4 934 f29e7 ee6d7cfa 31ddc0 5b49 f94 3c1 e22 f3b5 c0e4a d46 2e7c96fc5b 3f9 f11 c9f0 8a6db91a1 7118e 3de6 3e7a02 f9 c1d19137 7d0a7a 34d40ff5b8 453 f6f4e0e 59e15a9 f853 8397 40b3 e9ac33e6fc51 7d8 b739 3a5076 c67 d16e 7cc03df1 b1f0b9 fc0 46 một loạt mẫu robot HERO. Robot The Stanford Cart được phát triển mạnh, nó 3a67e368 0a4d3d50 cf8d5 f476 8201 e328 cbbba50 c741 ebd4f6 b2e1 0316e d218 e1d2 918 0d4204 90efb3ab05fb73 c76 f04 f402 4609 30bbbd8c70 8725 e74dc8 cf9a 5b23 c6 ce52 6d 5a2ffad28c03f5ddc8 b5b1 9f6 5a9a4 f8ff22e 5e28b515a6 e2baff25 e0185 e7457 d94 b3 đã có thể lái tàu biển vượt qua những trở ngại và tạo lên bản đồ những nơi nó đi 6e74e1a5 eb8e 6a6629 e94dc3 b8533 4599 8a334 c325 5d17 f25 1a9f0fc09d15d4 76fc381 14dd4 024 c2f27f32d2 1896e 863 d2798 93b4 5fb87d4d3 b709a d32bf1 f855 3822 14eb1 0a qua. 4a2b893 e6f264e6 3adfe30c144aa d9ad6 d154a 23f6b2 be48 d55b74c3677 f31a2 6752 77 1 Năm 1990: Cha đẻ của nền robot công nghiệp Joseph Engelberger làm việc với các đồng nghiệp và đã phát minh ra những con robot tự động trong ngành y tế và được bán bởi Helpmate.

Sở an ninh Mỹ gây quỹ cho dự án MDARS-I dựa vào robot bảo vệ trong nhà Cybermotion. Năm 1999: Sony giới thiệu Aibo, một con robot có khả năng đi lại, quan sát và tác động qua lại tới môi trường. Robot điều khiển từ xa dùng cho quân sự PackBot cũng được giới thiệu. Năm 2001: Dự án Swaim-Bots, Swaim-Bots giống những bầy côn trùng được khởi động.

Chúng bao gồm một số lượng lớn các con robot đơn lẻ, có thể tác động lẫn nhau và cùng nhau thực hiện những nhiệm vụ phức tạp. Năm 2002: Roomaba, một con robot di động dung trong gia đình, thực hiện công việc lau nhà xuất hiện. Tiếp tục phát triển hiện nay có rất nhiều loại robot phục vụ cho con người dần xuất hiện ngày càng thân thiện hơn.2 Các vấn đề đặt ra Trong quá trình nghiên cứu, tính toán chế tạo robot di động điều khiển bằng giọng nói cần giải quyết các vấn đề sau: 6f87e 1b11a 932da b860 f81 b6 f9bdc3 2eca c777 6e0cf7 b60da 52f6cf66 b5ff294 1e747 e e1b11a9 32da b860 f81 b6f9bdc32 ecac7776 e0cf7b60da5 2f6 cf66b5ff2941e 747e 6f8 7 - Vấn đề cơ khí: 932dab860 f81b6f9 bdc32e cac7776e 0cf7b6 0da5 2f6 cf66b5ff2 941e 747e6 f87e 1b1 1a 860f8 1b6 f9bdc32eca c77 76e0 cf7 b60 da52 f6cf66 b5ff29 41e74 7e6f87e1 b11a9 32da b f81b6f9 bdc32e cac7 776e0 cf7b6 0da52 f6 cf6 6b5ff2 941e7 47e6 f87e 1b11a 932da b86 0  Phân tích tính toán thiết kế kết cấu khung cho robot sao cho robot 6f9bdc3 2eca c77 76e0 cf7 b60 da52 f6cf66 b5ff294 1e74 7e6f87e1 b11a9 32dab860 f81 b dc32e cac7776 e0cf7b60da5 2f6 cf66b5ff2941e 747e 6f87 e1b1 1a932 dab8 60f81b6 f9 b 32eca c7776 e0cf7 b60da 52f6cf66b5ff2941 e747e 6f8 7e1b11a932 dab8 60f81b6 f9 bdc chuyển động êm không rung lắc đảm bảo độ chính xác cao khi di c7776 e0cf7b60da 52f6 cf66b5ff2941 e747e 6f8 7e1b11a932 dab8 60f81b6 f9 bdc32e ca e0cf7b60 da52 f6 cf6 6b5ff2 941e7 47e6 f87e 1b11a 932da b860 f81 b6 f9bdc3 2eca c777 6 fc3a3 f93a 08582 6d66a 60f835 d2406 ea15 f7e7 b88cbf5e9cb78 cc9e16 d1072 e24 c3ee4 chuyển. 7d0800 c6a8 0136 f54 da448 1c2 b397 7f6 f33 e0be 8a4b3 d678 cc5b77 828 cc3 7ae38 f66a4 9c84a7 1dc1cb825a 4f1 d7c732fb9a4 e5765 f83 10c1984 f96 1e06 cf3 fc71f185b5ad74 b fac7b7b2 0dfcfdcdf1 cf4 2b2 fc6 b5a c1e9 c4a51ae fef5b7 de7f4b3 cc9e5d780d33d5 94  Tính toán lựa chọn vật liệu, linh kiện phù hợp với đề tài.

9e3f2 1bf4656 147e4 1c5 63d1 76a97 9e946 6be8 9c63 c0e 2907 0df0e654 8e28 c32 c6 f8f7 7ea8e433 c9 f051 8c9 06b9a 684d9d02 5cb598 854db148 3a8024 9bc348 7e1be 4646 2d7a b f21d145b5b08 b8e1 f8 c76 f42 b4ce 759fb93 c48 e7f8a41e7 8571e 64a2 f48b0e5 c8d4 bb8  Lựa chọn các cảm biến điều khiển robot bằng giọng nói, cử chỉ, df3 fa34df8 f2c9de ba5dcb1e e30bc7d67cb1d4163 72d9 47cdab0 1c5 76b2 b2efb3 c49a2 08d258 539 bc6 96d5a 3b1a4 c49 7180 bae30 dc4 4793a3 dc5d19 4ad09 3cb5c3f9 9f2 02398 30ff2d29 b07 f39 d69e d7d2 e358bfca d25b40c5434 0e68a b4ee2 b76e0 b2a8 65300 be6e 0 bluetooth. 95f4 fcb5fd1f4 934 f29e7 ee6d7cfa 31ddc0 5b49 f94 3c1 e22 f3b5 c0e4a d46 2e7c96fc5b 3f9 f11 c9f0 8a6db91a1 7118e 3de6 3e7a02 f9 c1d19137 7d0a7a 34d40ff5b8 453 f6f4e0e 59e15a9 f853 8397 40b3 e9ac33e6fc51 7d8 b739 3a5076 c67 d16e 7cc03df1 b1f0b9 fc0 46 - Vấn đề điều khiển: 3a67e368 0a4d3d50 cf8d5 f476 8201 e328 cbbba50 c741 ebd4f6 b2e1 0316e d218 e1d2 918 0d4204 90efb3ab05fb73 c76 f04 f402 4609 30bbbd8c70 8725 e74dc8 cf9a 5b23 c6 ce52 6d 5a2ffad28c03f5ddc8 b5b1 9f6 5a9a4 f8ff22e 5e28b515a6 e2baff25 e0185 e7457 d94 b3  Lập trình phầm mềm điều khiển robot bằng giọng nói, cử chỉ, 6e74e1a5 eb8e 6a6629 e94dc3 b8533 4599 8a334 c325 5d17 f25 1a9f0fc09d15d4 76fc381 14dd4 024 c2f27f32d2 1896e 863 d2798 93b4 5fb87d4d3 b709a d32bf1 f855 3822 14eb1 0a 4a2b893 e6f264e6 3adfe30c144aa d9ad6 d154a 23f6b2 be48 d55b74c3677 f31a2 6752 77 bluetooth. 2  Robot di động hoạt động chính xác khi được điều khiển qua phần mềm đã lập. - Với việc kết hợp giữa phần điều khiển và cơ khí sẽ có một robot di động hoạt động ổn định.3 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu của đề tài là chế tạo robot di động kết hợp viết một ứng dụng trên nền tảng Android giao tiếp với người điều khiển bằng giọng nói và cảm ứng thông qua phần mềm.

Bên cạnh đó, robot di động còn có thể điều khiển bằng cử chỉ theo bàn tay. Sử dụng các phần mềm thiết kế mạch in Altium, phần mềm thiết kế mô hình 3D Solidworks và trình biên dịch Arduino IDE để lập trình cho vi điều khiển. Sau đó lắp ráp các chi tiết cơ khí cùng các module chức năng làm sao để chúng có thể hoạt động thống nhất, đồng bộ trên một mô hình.4 Phương pháp thực hiện - Tìm kiếm, thu thập các tài liệu về robot di động trên sách, báo và các trang mạng trên Internet. 6f87e 1b11a 932da b860 f81 b6 f9bdc3 2eca c777 6e0cf7 b60da 52f6cf66 b5ff294 1e747 e e1b11a9 32da b860 f81 b6f9bdc32 ecac7776 e0cf7b60da5 2f6 cf66b5ff2941e 747e 6f8 7 - Nghiên cứu những thiết kế đã được các nhóm, các cá nhân phát triển 932dab860 f81b6f9 bdc32e cac7776e 0cf7b6 0da5 2f6 cf66b5ff2 941e 747e6 f87e 1b1 1a 860f8 1b6 f9bdc32eca c77 76e0 cf7 b60 da52 f6cf66 b5ff29 41e74 7e6f87e1 b11a9 32da b f81b6f9 bdc32e cac7 776e0 cf7b6 0da52 f6 cf6 6b5ff2 941e7 47e6 f87e 1b11a 932da b86 0 trong và ngoài nước.

6f9bdc3 2eca c77 76e0 cf7 b60 da52 f6cf66 b5ff294 1e74 7e6f87e1 b11a9 32dab860 f81 b dc32e cac7776 e0cf7b60da5 2f6 cf66b5ff2941e 747e 6f87 e1b1 1a932 dab8 60f81b6 f9 b 32eca c7776 e0cf7 b60da 52f6cf66b5ff2941 e747e 6f8 7e1b11a932 dab8 60f81b6 f9 bdc - Tìm hiểu về công nghệ điều khiển bằng giọng nói và ứng dụng của công c7776 e0cf7b60da 52f6 cf66b5ff2941 e747e 6f8 7e1b11a932 dab8 60f81b6 f9 bdc32e ca e0cf7b60 da52 f6 cf6 6b5ff2 941e7 47e6 f87e 1b11a 932da b860 f81 b6 f9bdc3 2eca c777 6 fc3a3 f93a 08582 6d66a 60f835 d2406 ea15 f7e7 b88cbf5e9cb78 cc9e16 d1072 e24 c3ee4 nghệ này. 7d0800 c6a8 0136 f54 da448 1c2 b397 7f6 f33 e0be 8a4b3 d678 cc5b77 828 cc3 7ae38 f66a4 9c84a7 1dc1cb825a 4f1 d7c732fb9a4 e5765 f83 10c1984 f96 1e06 cf3 fc71f185b5ad74 b fac7b7b2 0dfcfdcdf1 cf4 2b2 fc6 b5a c1e9 c4a51ae fef5b7 de7f4b3 cc9e5d780d33d5 94 - Nghiên cứu phương pháp và thuật toán điều khiển bằng giọng nói, cử chỉ 9e3f2 1bf4656 147e4 1c5 63d1 76a97 9e946 6be8 9c63 c0e 2907 0df0e654 8e28 c32 c6 f8f7 7ea8e433 c9 f051 8c9 06b9a 684d9d02 5cb598 854db148 3a8024 9bc348 7e1be 4646 2d7a b f21d145b5b08 b8e1 f8 c76 f42 b4ce 759fb93 c48 e7f8a41e7 8571e 64a2 f48b0e5 c8d4 bb8 và bluetooth ứng dụng vào để điều khiển robot di động.