Robotics là một nhánh liên ngành của kỹ thuật và khoa học máy tính, liên quan đến việc thiết kế, xây dựng, vận hành và sử dụng robot. Mục tiêu của robot là tạo ra những cỗ máy có thể hỗ trợ và bổ sung cho con người trong các công việc hàng ngày, từ sản xuất công nghiệp đến hỗ trợ cá nhân và hơn thế nữa.
Robot là một cỗ máy được lập trình có thể thực hiện một loạt hành động một cách tự động hoặc bán tự động. Robot có nhiều dạng khác nhau nhưng đều có chung khả năng điều khiển đồ vật, điều hướng môi trường và thực hiện các nhiệm vụ dựa trên đầu vào từ cảm biến và hướng dẫn được lập trình sẵn.
Robot thường bao gồm ba thành phần chính:
Robot được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng, bao gồm:
Trọng tâm của robot là lập trình. Đây là điều cho phép robot thực hiện nhiệm vụ một cách thông minh. Lập trình cho robot bao gồm việc tạo ra các thuật toán cho phép nó xử lý thông tin cảm giác, đưa ra quyết định và thực hiện các hành động tương ứng.
Một ví dụ đơn giản có thể là lập trình cho robot để di chuyển qua mê cung. Thuật toán có thể yêu cầu robot di chuyển về phía trước cho đến khi gặp chướng ngại vật, sau đó rẽ cho đến khi đường đi thông thoáng và lặp lại quá trình này cho đến khi tìm thấy lối ra. Logic có thể được tóm tắt bằng mã giả:
trong khi không ở lối ra:
nếu con đường phía trước rõ ràng:
tiến về phía trước
khác:
rẽ cho đến khi đường thông thoáng
Thị giác máy tính là một lĩnh vực khoa học máy tính cho phép máy móc diễn giải và hiểu thông tin hình ảnh từ thế giới. Trong chế tạo robot, thị giác máy tính rất quan trọng đối với các nhiệm vụ như phát hiện vật thể, điều hướng và thao tác. Robot được trang bị máy ảnh có thể sử dụng thuật toán để xử lý hình ảnh, xác định vật thể hoặc chướng ngại vật và xác định cách tương tác với chúng hoặc điều hướng xung quanh chúng.
Một cách để khám phá những điều cơ bản về robot là thông qua các bộ dụng cụ robot đơn giản, chẳng hạn như những bộ dụng cụ được thiết kế cho mục đích giáo dục. Những bộ dụng cụ này thường đi kèm với một bộ vi điều khiển có thể lập trình, động cơ, cảm biến và các bộ phận khác, cho phép chế tạo các robot cơ bản. Người dùng có thể tìm hiểu cách lắp ráp robot, lập trình để thực hiện các nhiệm vụ và hiểu nguyên tắc của cảm biến và cơ cấu chấp hành.
Lĩnh vực robot đang phát triển nhanh chóng, với những tiến bộ về trí tuệ nhân tạo, khoa học vật liệu và thị giác máy tính, dẫn đến những robot có khả năng và linh hoạt hơn. Sự phát triển trong tương lai có thể bao gồm các robot có khả năng ra quyết định nâng cao, khả năng tự chủ được cải thiện và khả năng học hỏi từ môi trường của chúng.
Robotics kết hợp các yếu tố của khoa học máy tính và kỹ thuật để tạo ra những cỗ máy có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau. Từ các bộ dụng cụ giáo dục đơn giản đến các ứng dụng công nghiệp và y tế phức tạp, robot có tiềm năng biến đổi nhiều khía cạnh trong cuộc sống của chúng ta. Khi công nghệ tiến bộ, khả năng của robot sẽ tiếp tục mở rộng, mở ra những khả năng mới cho việc sử dụng chúng.