Bóng đá robot đã xuất hiện từ giữa những năm 1990, những trận đấu này có xu hướng trở thành một phiên bản đơn giản hơn trò chơi dành cho con người. Tuy nhiên, để robot điều khiển quả bóng cũng là một chủ đề nghiên cứu rất hấp dẫn đối với các nhà chế tạo robot.

Thông thường, những nỗ lực nghiên cứu này tập trung vào việc robot có bánh xe chơi trên một bề mặt rất bằng phẳng, đồng nhất để đuổi theo một quả bóng mà nó cho phép lăn đến điểm dừng.

Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã sử dụng một robot bốn chân với hai thấu kính mắt cá và một máy tính tích hợp có khả năng học mạng thần kinh để theo dõi quả bóng cỡ 3 trên một khu vực có địa hình không bằng phẳng, có cát, bùn và tuyết. 

Điều này không chỉ làm cho quả bóng khó đoán hơn khi lăn mà còn làm tăng nguy cơ rơi xuống chỗ thấp hơn, khiến robot cao 40cm (16 inch) phải phục hồi và sau đó lấy lại quả bóng như một cầu thủ.

Trong thế giới robot của Boston Dynamics thường xuyên chạy trên mặt đất gồ ghề và thực hiện các động tác lộn ngược, DribbleBot có một sự khác biệt lớn trong việc rê bóng. Robot biết đi này có thể dựa vào các cảm biến hình ảnh bên ngoài và dựa vào việc phân tích mức độ bám của chân với mặt đất để giữ thăng bằng.

Một quả bóng lăn trên địa hình không bằng phẳng phức tạp hơn nhiều vì nó phản ứng với các yếu tố nhỏ không ảnh hưởng đến người dẫn bóng. Từ đó đòi hỏi robot phải tự khám phá các kỹ năng cần thiết để kiểm soát bóng trong khi cả quả bóng và robot đang di chuyển.

Để đẩy nhanh quá trình này, 4.000 mô phỏng kỹ thuật số của robot, bao gồm cả động lực học liên quan và cách phản ứng với quả bóng mô phỏng khi lăn, đã được tiến hành song song trong thời gian thực.

Sau đó, trong thế giới thực, máy ảnh, cảm biến và bộ truyền động tích hợp của robot cho phép nó áp dụng những gì đã học được bằng kỹ thuật số và trau dồi những kỹ năng đó để đối mặt với thực tế phức tạp hơn.

Giaos sư Pulkit Agrawal, điều tra viên chính của CSAIL, giám đốc Phòng thí nghiệm Improbable AI cho biết: “Ngày nay, nếu bạn nhìn xung quanh, hầu hết robot đều có bánh xe. Nhưng hãy tưởng tượng rằng có một kịch bản thảm họa, lũ lụt hoặc động đất và chúng tôi muốn robot hỗ trợ con người trong quá trình tìm kiếm và cứu nạn.

Chúng tôi cần máy móc đi qua các địa hình không bằng phẳng và robot có bánh xe không thể đi qua các địa hình đó. Việc nghiên cứu robot có chân nhằm đi đến những địa hình nằm ngoài tầm với của các hệ thống robot hiện tại. Mục tiêu của chúng tôi trong việc phát triển các thuật toán cho robot có chân là cung cấp khả năng tự chủ trong các địa hình phức tạp và nhiều thách thức”.

Nghiên cứu này sẽ được trình bày tại Hội nghị quốc tế IEEE về Robot và Tự động hóa (ICRA) năm 2023 tại London, bắt đầu vào ngày 29/5.

Hồng Hạnh