Giới thiệu
Bạn đã từng nghĩ đến việc lập trình một robot bằng Python? Với sự phát triển của công nghệ, việc này không còn xa lạ đối với chúng ta nữa. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách lập trình một robot đơn giản bằng Python. Nhưng trước tiên, để thành công trong việc này, chúng ta cần tìm hiểu môi trường hoạt động của robot.
Tìm hiểu môi trường của robot
Môi trường hoạt động của robot đóng vai trò quan trọng trong quy trình chế tạo và lập trình. Ba bước cơ bản trong quy trình này bao gồm:
1. Nhận thức của robot
Trước khi robot ra quyết định và hành động, nó cần phải hiểu được môi trường xung quanh. Để làm điều này, robot sử dụng hệ thống nhận thức gồm các cảm biến như camera, cảm biến radar, cảm biến sonar và cảm biến LiDAR. Ngoài ra, robot còn sử dụng các framework như OpenCV và scikit-image để xử lý thông tin thu thập được.
2. Lập kế hoạch lập trình robot và dự đoán hoạt động
Sau khi thu thập dữ liệu từ các cảm biến, chúng ta cần lập kế hoạch và dự đoán hoạt động của robot. Điều này đòi hỏi sử dụng các thuật toán lập kế hoạch như A* và RRT để xác định đường đi hoặc chuyển động của robot. Ngoài ra, các thuật toán Machine Learning (ML) và Deep Learning (DL) cũng được sử dụng để phân loại và xử lý dữ liệu thu thập được.
3. Điều khiển robot
Giai đoạn này đảm bảo robot thực hiện các thao tác và tương tác với môi trường. Ví dụ, trong trường hợp cánh tay robot được lập trình để nắm và đặt vật thể vào hộp. Để làm được điều này, robot sử dụng bộ điều khiển điện tử để thực hiện các nhiệm vụ.
Cách kích hoạt lập trình robot bằng Python
Bây giờ chúng ta đã hiểu cách hoạt động của robot, hãy tìm hiểu cách lập trình một robot bằng Python. Chúng ta sẽ thực hiện điều này bằng cách hiện thực một robot hút bụi. Để thành công, chúng ta cần chuẩn bị những linh kiện sau:
- 1 camera
- 2 cảm biến siêu âm
- 4 động cơ
- Cụm bánh xe mecanum
- Mạch điều khiển Raspberry Pi
Chúng ta cũng sẽ sử dụng hai framework Python quan trọng: OpenCV và TensorFlow. Mục đích của robot chúng ta là tránh chướng ngại vật.
Hình ảnh: Cụm bánh xe mecanum
Lắp ráp robot
Để bắt đầu, chúng ta cần lắp ráp robot theo cách tương tự như một chiếc xe bình thường. Các cảm biến siêu âm được gắn ở phía trước và phía sau của khung gầm. Camera được gắn ở vị trí cao ở phía trước khung máy và được kết nối trực tiếp với bộ điều khiển. Động cơ cũng cần được liên kết với một trình điều khiển động cơ.
Lập trình robot bằng Python
Để lập trình robot, chúng ta cần chuẩn bị Raspberry Pi và cài đặt môi trường lập trình robot. Chúng ta sẽ sử dụng các module Python để điều khiển camera, động cơ và cảm biến siêu âm. Ngoài ra, chúng ta cũng sử dụng mô hình Python-OpenCV để phát hiện hình ảnh và tính toán khoảng cách giữa robot và vật thể được phát hiện.
Vận hành robot
Bằng cách sử dụng camera, chúng ta có thể kiểm tra khoảng cách của đối tượng được phát hiện. Dựa trên thông tin này, chúng ta có thể tính toán và điều khiển robot di chuyển sang phải hoặc trái. Nếu vật thể hoàn toàn nằm ngoài tầm nhìn của camera, robot sẽ di chuyển thẳng.
Lời kết
Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu cách lập trình robot bằng python đơn giản. Việc sử dụng Python trong công nghệ Robotics đang ngày càng phát triển và hứa hẹn mang đến nhiều đột phá trong đời sống con người. Nếu bạn quan tâm đến việc học lập trình Python, hãy tham khảo ngay lộ trình học tại ICANTECH.
Ảnh: ICANTECH
