Dạy lập trình với robot trí tuệ nhân tạo

Robot đang dần thay đổi cách chúng ta sống và làm việc hằng ngày. Việc kết hợp dạy học lập trình với robot trí tuệ nhân tạo là điều cần thiết, vì nó tạo nền tảng kiến thức vững chắc cho các em học sinh để các em bước vào tương lai.

Các thầy cô đã ứng dụng robot trong các lớp dạy học lập trình của mình chưa? Nếu chưa, hãy cùng OhStem điểm qua một số điều cần biết trước khi bắt đầu dạy lập trình với robot trí tuệ nhân tạo nhé!

Mục lục

Robot trí tuệ nhân tạo là gì?

Trước khi bắt đầu dạy lập trình với robot trí tuệ nhân tạo, trước tiên bạn cần phải hiểu rõ về robot cũng như cấu tạo của robot. Nói một cách dễ hiểu, robot là một nhánh của AI, bao gồm Kỹ thuật điện, Kỹ thuật cơ khí và Khoa học máy tính.

Robot Locomotion

Locomotion là cơ chế giúp robot có thể di chuyển trong môi trường thực tế. Robot Locomotion có nhiều loại đầu máy khác nhau bao gồm:

Chân
Bánh xe
Sự kết hợp giữa vận động bằng chân và bánh xe
Trượt

Vận động bằng chân

Vận động bằng chân tiêu thụ nhiều điện năng hơn khi robot phải thực hiện các bước đi, nhảy, chạy nước kiệu, nhảy lò cò, leo lên hoặc xuống,… Nó đòi hỏi nhiều động cơ hơn để thực hiện một chuyển động có thể phù hợp với địa hình gồ ghề cũng như trơn nhẵn.

Robot trí tuệ nhân tạo có nhiều loại, loại một, hai, bốn và sáu chân. Nếu robot có nhiều chân thì sự phối hợp sẽ nhanh và uyển chuyển hơn.

Tổng số quãng đường đi có thể mà robot có thể di chuyển phụ thuộc vào số chân của nó.

Nếu một robot có k chân, thì sự kiện mà robot có thể thực hiện được thực hiện bằng công thức N = (2k-1)!.

Trong trường hợp robot có hai chân (k=2), sự kiện mà robot có thể thực hiện được là N = (2k-1)! = (2*2-1)! = 3! = 6.

Do đó, có thể có sáu trường hợp khác nhau:

Nâng chân trái
Thả chân trái
Nâng chân phải
Thả chân phải
Nâng cả hai chân cùng nhau
Thả cả hai chân vào nhau

Trong trường hợp k = 6, đồng nghĩa có 39916800 sự kiện có thể xảy ra. Do đó, độ phức tạp của robot tỉ lệ thuận với số lượng chân.

>> Bài viết tham khảo: Học lập trình IoT với mạch Yolo:Bit

Chuyển động bánh xe

Chuyển động bánh xe yêu cầu ít động cơ hơn để thực hiện một chuyển động. Nó dễ thực hiện vì có ít vấn đề về độ ổn định hơn trong trường hợp số lượng bánh xe nhiều hơn. Hơn nữa còn tiết kiệm năng lượng so với đầu máy bằng chân.

Bánh xe tiêu chuẩn

Bánh xe thầu dầu

Omni wheel

Bánh xe bóng hoặc hình cầu

Chuyển động trượt

Trong loại hình chuyển động này, robot sẽ được trang bị đường ray giống như một chiếc xe tăng. Nó mang lại sự ổn định trong di chuyển vì diện tích tiếp xúc của đường đua và mặt đất lớn hơn nhiều so với bình thường.

Các thành phần của Robot

Các robot được cấu tạo bao gồm những thành phần sau:

Nguồn cung cấp – Robot được cung cấp năng lượng từ pin, năng lượng mặt trời, nguồn thủy lực hoặc khí nén.

Bộ truyền động – Dùng để chuyển đổi năng lượng thành chuyển động.

Động cơ điện (AC / DC) – Dùng cho chuyển động quay.

Cơ khí nén – Chúng co lại gần 40% khi không khí bị hút vào.

Dây cơ – Chúng co lại 5% khi có dòng điện chạy qua.

Động cơ Piezo và Động cơ siêu âm – Tốt nhất cho robot công nghiệp.

Cảm biến – Chúng cung cấp kiến thức về thông tin thời gian thực trên môi trường tác vụ. Robot được trang bị cảm biến thị giác để có thể tính toán độ sâu trong môi trường. Kết hợp với đó là cảm biến xúc giác giúp mô phỏng các đặc tính cơ học của các cơ quan tiếp nhận cảm ứng.

Thị giác máy tính

Thị giác máy tính đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực an toàn, bảo mật, sức khỏe, truy cập và giải trí. Thị giác máy tính có vai trò tự động trích xuất, phân tích và hiểu thông tin hữu ích từ một hình ảnh hoặc một mảng hình ảnh. Quá trình này liên quan đến việc phát triển các thuật toán để đạt được sự hiểu biết trực quan tự động.

Nhiệm vụ của thị giác máy tính

OCR – Trong lĩnh vực máy tính, trình đọc ký tự quang học, thị giác máy tính là một công cụ để chuyển đổi tài liệu được quét thành văn bản có thể chỉnh sửa, đi kèm với máy quét.

Nhận diện khuôn mặt – Đã có nhiều máy ảnh, máy tính, điện thoại tích hợp tính năng này, nó cho phép đọc khuôn mặt và nhận diện khuôn mặt người dùng, loại bỏ quyền truy cập bất thường từ những người lạ.

Nhận dạng vật thể – Tính năng này thường được sử dụng trong siêu thị, camera, xe hơi cao cấp như BMW, GM và Volvo.

Một số ứng dụng nôit bật của thị giác máy tính

Xe tự hành
Sinh trắc học
Nhận dạng ký tự
Pháp y, an ninh và giám sát
Nhận dạng khuôn mặt
Phân tích cử chỉ
Khoa học địa lý
Hình ảnh y tế
Giám sát ô nhiễm
Kiểm soát quy trình
Viễn thám
Người máy
Chuyên chở

Các ứng dụng của Robot

Robot đã trở thành công cụ trong các lĩnh vực khác nhau như

Công nghiệp: Trong công nghiệp, robot được sử dụng để xử lý vật liệu, cắt, hàn, sơn màu, khoan, đánh bóng,… những công việc này đều có thể gây hại đến sức khoẻ của con người.

Quân sự: Trong quân sự, robot được sử dụng để tiếp cận các khu vực nguy hiểm và khó tiếp cận trong chiến tranh. Một robot có tên Daksh do tổ chức DRDO phát triển, có chức năng tiêu diệt các vật thể nguy hiểm đến tính mạng một cách an toàn.

Y học: Robot có khả năng thực hiện hàng trăm thử nghiệm lâm sàng cùng một lúc, giúp đỡ cho những người tàn tật và thực hiện các ca phẫu thuật phức tạp như u não.

Dạy lập trình với robot trí tuệ nhân tạo xBot

xBot là một chú robot thông minh có tích hợp AI, giúp cho việc học lập trình của các em học sinh trở nên đơn giản và thực tế hơn bao giờ hết. Là một giáo cụ học lập trình thông minh, xBot có nhiều tính năng nổi bật như:

Tự động tránh/né vật cản
Đi theo vạch kẻ có sẵn
Bám sát đối tượng…

Để chú robot của chúng ta có thể làm được điều này, các bé phải lập trình thông qua các khối lệnh kéo thả. Đây là cơ hội rất tốt để các em có thể vừa học, vừa chơi mà vừa có thể tiếp thu kiến thức một cách hiệu quả. Ngoài ra, xBot còn rất nhiều tính năng nổi bật khác, quý bạn đọc có thể tham khảo thêm tại đây.

Lời kết

Dạy lập trình với robot trí tuệ nhân tạo đang được nhiều trường học ứng dụng. Việc cho các em nhỏ tiếp xúc với công nghệ từ sớm sẽ tạo một tiền đề tốt để các em có thể phát triển khả năng công nghệ trong tương lai. Hy vọng những thông tin mà OhStem mang đến ở trên đã đem đến cho bạn đọc nhiều thông tin bổ ích, nếu có thắc mắc hay câu hỏi nào khác xin vui lòng liên hệ với chúng tôi tại đây.

Để tìm hiểu thêm về các đồ chơi, giáo cụ STEAM cho bé, vui lòng liên hệ OhStem qua: