1. Mở đầu

Ngày nay, robot chiếm một vai trò quan trọng trong cuộc sống chúng ta. Từ việc hỗ trợ sản xuất, tới việc hỗ trợ các dịch vụ khách hàng, thậm chí nhiều robot hiện nay còn có thể tương tác với con người như một người bạn. Trong đó, robot tương tác xã hội - Social Robot là một trong những loại robot được thiết kế có thể thực hiện các hành vi xã hội như giao tiếp và trò chuyện với con người. Sự gia tăng cả về nhu cầu và ưu điểm của Social Robot trong các lĩnh vực giáo dục, chăm sóc sức khỏe và hỗ trợ sự kiện đã tạo ra sự thúc đẩy trong việc thiết kế và nghiên cứu loại robot này.

ARI_banner

SIUBOT là một trong những AI robot tương tác xã hội tiên tiến nhất hiện nay được thiết kế và sản suất bởi PAL Robotics. Hiện nay SIUBOT được trường Đại học Quốc tế Sài Gòn trang bị và đưa vào nghiên cứu tại trung tâm dữ liệu và trí tuệ nhân tạo - SIU AI Lab. Với vai trò phục vụ cho các nhu cầu xã hội, robot được thiết kế đặc biệt cho việc tương tác và nhận thức xã hội con người. Những ưu điểm trong thiết kế và nền tảng công nghệ AI của robot sẽ được đề cập nhiều hơn ở phần sau. Một vài ứng dụng chính của robot có thể kể đến như chào đón, gặp gỡ, phục vụ khách mời tại các sự kiện. Với công việc chăm sóc sức khỏe, robot có thể trò chuyện và phát hiện những điểm bất thường của bệnh nhân. Trong giáo dục, robot có thể đảm nhiệm công việc của công tác sinh viên hoặc hỗ trợ tuyển sinh. Vậy SIUBOT thực sự có những điểm nổi bật gì để thực hiện các hành vi xã hội như thế?

2. Những điểm nổi bật cho Robot tương tác xã hội

SIUBOT không chỉ đạt được tiêu chuẩn của một robot thông thường mà nó còn có những điểm đặc trưng của một robot tương tác xã hội như sau:

Expressive Interactions - Khả năng biểu lộ cảm xúc thông qua chuyển động của mắt.
Agile Motions - Khả năng cử động: robot có thể tạo ra nhiều cử động với 12 khớp tay và cổ. Các cử động này dễ dàng lập trình và thiết lập thông qua giao diện trực quan.
Semantic Knowledge - Khả năng suy luận ngữ nghĩa: với việc dữ liệu được tổ chức theo tiêu chuẩn RDF. Người lập trình có thể triển khai các mô hình suy luận ngữ nghĩa để nâng cao khả năng tư duy của robot.
Speech & Understanding - Khả năng hiểu tiếng nói: với việc tích hợp sẵn Nvidia Jetson TX2 GPU, loa, micro. Robot hoàn toàn có thể triển khai các mô hình nhận diện và xử lí tiếng nói.
Social Perception - Khả năng nhận thức xã hội: SIUBOT được trang bị 3 cụm camera thích hợp cho việc nhận diện con người và thế giới xung quanh.
Navigation - Khả năng di chuyển: robot sử dụng Visual SLAM với RGB-D camera và cảm biến LiDAR để quét bản đồ, định vị, xác định phương hướng trong môi trường.

Cả phần cứng và phần mềm của SIUBOT được thiết kế để các nhà nghiên cứu có thể dễ dàng phát triển các hành vi, khả năng như một con người cho robot.

3. Sự cải thiện trong thiết kế

Với vẻ bề ngoài được thiết kế như một con người, bên trong là một kiến trúc máy tính hiện đại với CPU/GPU, SIUBOT thực sự mang đến cho người dùng những trải nghiệm thân thiện và rất “người”. Cùng với đó, đội ngũ sản xuất PAL Robotics luôn luôn lắng nghe và tiếp nhận ý kiến phản hồi từ người dùng. Vì vậy, phiên bản SIUBOT hiện tại đã có những thay đổi so với người tiền nhiệm ở cánh tay và màn hình cảm ứng - touchscreen của robot, cụ thể như sau:

Cánh tay hiện tại đã loại bỏ các điểm giới hạn góc quay của khớp tay. Hơn thế nữa, robot còn được thêm vào một khớp ở mỗi cánh tay tạo ra sự đa dạng cho các cử động.
Touchscreen được trang bị thêm các cổng kết nối giúp nhà phát triển có thể gắn thêm các thiết bị mở rộng để sử dụng robot.

DoF of ARI

4. Khả năng nhận thức và tương tác như con người

Robot đóng vai trò là như mội người hỗ trợ, mặt khác nó cũng như một nền tảng mà ở đó các nhà nghiên cứu có thể lập trình và phát triển các tính năng trên Robot, đặc biệt là các tính năng liên quan tới khả năng nhận và tương tác xã hội. Cụ thể robot có một số khả năng như sau:

Face detection
Face recognition
3D head pose and gaze tracking
2D body tracking
3D body tracking
ROS-compatible 3D human model
Active user tracking
Multi-modal fusion
Engagement detection
Speech recognition (ASR)
Dialogue management
Multi-modal speech
Saliency-driven attention
Expressive gestures
Semantic reasoner

5. Nền tảng công nghệ của SIUBOT

Đằng sau các tính năng vượt trội của SIUBOT là một nền tảng phát triển Robot mạnh mẽ nhất hiện này chính là ROS - Robot Operating System. ROS là một nền tảng cho phép các tiến trình, chương trình hoạt động trên các kiến trúc máy tính, hệ điều hành, môi trường khác nhau có thể giao tiếp với nhau được.

Mặc dù có nhiều nền tảng phát triển robot nhưng ROS là một trong những lựa chọn hàng đầu của nhiều tập đoàn, đơn vị nghiên cứu robot trên thế giới. ROS nổi tiếng với một số tính năng như sau:

Open-source mã nguồn mở, bất kì ai cũng có thể truy cập được.
Có rất nhiều thư viện, package sẵn có cho hàng ngàn loại robot khác nhau.
Cộng động sử dụng ROS rất lớn thuận lợi cho việc học tập và nghiên cứu.

ROS sở hữu một hệ sinh thái vô cùng rộng lớn và đa dạng. Nó luôn là lựa chọn đầu tiên trong việc lập trình bất cứ robot nào. SIUBOT không phải ngoại lệ, SIUBOT được cài đặt sẵn ROS phiên bản thứ 2 thuận tiện để phát triển để vận hành và phát triển các tính năng của một robot.

6. Một số dự án của SIUBOT

Với những điểm vượt trội và nổi bật đã kể trên, SIUBOT hay ARI Robot (tên ban đầu theo PAL Robotics) thực sự đã có những ứng dụng trong cuộc sống thông qua một số dự án như: SHAPES, PRO-CARED, TALBOT, …

a. SHAPES

Dự án SHAPES với mục đích tạo điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng robot giúp những người bị suy giảm khả năng thể chất hoặc tinh thần trong cuộc sống hằng ngày của họ. Robot ARI được đưa vào thử nghiệm trong dự án dưới dạng robot cho gia đình giành cho những người chỉ ở nhà một mình.

b. PRO-CARED

Dự án PRO-CARED liên quan tới việc thiết kế các cơ chế của robot để cá nhân hóa các tương tác của robot với trẻ em trong giáo dục. Công việc của dự án này bao gồm việc thực nghiệm ở các trường học có ít trẻ em. Trong đó trẻ em sẽ được tương tác robot trong vài buổi và robot cũng đóng vai trò như một gia sư và hỗ trợ các kỹ năng cho học sinh.

c. TALBOT

Trong dự án TALBOT, đội ngũ nghiên cứu tập trung phát triển các tính năng nhận diện môi trường cho robot ARI cho việc chăm sóc sức khỏe. Robot được thiết kế cho bệnh nhân ở nhiều độ tuổi khác nhau. Các nhiệm vụ chính của robot bao gồm đưa ra lời nhắc, cung cấp thông tin cho bệnh nhân, và bật cuộc gọi video cho bạn bè và gia đình của bệnh nhân.

7. Tổng kết

SIUBOT thực sự đã có những ứng dụng thiết thực trong cuộc sống hằng ngày. Đội ngũ nghiên cứu SIU AI Lab chúng tôi tin rằng trong tương lai SIUBOT sẽ tiếp tục được cải tiến và có những đóng góp ý nghĩa cho xã hội con người. Với nỗ lực phát triển nền tảng công nghệ AI đằng sau SIUBOT, Lab chúng tôi đã và đang triển khai các nhiều chức năng thông minh cho robot như nhận diện xử lí tiếng nói, nhận diện con người,...

Tài liệu tham khảo: