Robot gắp đồ treo trần Stringman: Biến căn phòng thành máy gắp thú khổng lồ

Robot giúp việc có nhất thiết phải đi bằng hai chân? Nathaniel Nifong, nhà sáng lập Neufangled Robotics, đưa ra một câu trả lời khác với Stringman: một chiếc kẹp gắp tích hợp trí tuệ nhân tạo, treo trên hệ thống dây gần trần nhà để nhặt và di chuyển đồ đạc.

Thay vì chạy trên sàn, Stringman được treo bằng bốn sợi dây đi qua các góc phòng. Hai cụm neo có động cơ điều chỉnh chiều dài dây để đưa kẹp gắp đến vị trí cần thiết. Hệ thống được thiết kế cho không gian có đường chéo tối đa 10 mét và trần cao tới 4 mét, cho phép chiếc kẹp di chuyển từ gần trần xuống sát sàn.

Tùy vị trí hoạt động, robot có thể mang vật nặng khoảng 2 kg rồi chuyển đến điểm đã định, chẳng hạn thùng đồ chơi. Người dùng cũng có thể điều khiển thủ công, biến cả căn phòng thành một phiên bản ngoại cỡ của trò chơi gắp thú.

Các video trình diễn trên trang dự án cho thấy Stringman nhặt quần áo bỏ vào giỏ, đưa những mảnh Lego và đồ chơi trẻ em về chỗ, đồng thời di chuyển linh hoạt trong phòng. Đây là những công việc nhỏ nhưng lặp lại thường xuyên — cũng chính là nhóm việc Neufangled muốn tự động hóa trước.

Thay vì theo đuổi một robot đa năng có thể mất nhiều năm phát triển, công ty ưu tiên những cỗ máy làm tốt một nhiệm vụ cụ thể và có ích ngay trong đời sống. Mục tiêu là tạo ra robot chi phí thấp, xử lý những việc con người ngại làm và hòa vào không gian sống nhiều nhất có thể. Dù vậy, một chiếc kẹp dài khoảng 30 cm treo gần trần có lẽ vẫn khó trở nên hoàn toàn kín đáo.

Điểm cần lưu ý là Stringman chưa phải thiết bị gia dụng hoàn thiện. Tài liệu dự án mô tả đây là nguyên mẫu công khai, có thể tự hiệu chuẩn trong phòng mới — tức xác định các thông số phù hợp với không gian lắp đặt — và chạy các chính sách điều khiển, tức bộ quy tắc hoặc mô hình quyết định cách robot hành động. Tuy nhiên, độ tin cậy hiện vẫn chưa đủ để được xem là một đồ dùng gia đình.

Neufangled niêm yết Stringman ở mức 795 USD. Với một nguyên mẫu còn hạn chế về độ tin cậy, đây là khoản chi người mua cần cân nhắc. Điểm hấp dẫn đối với cộng đồng chế tạo là dự án hoàn toàn mã nguồn mở, cho phép người quan tâm tiếp cận tài liệu và thiết kế để tự xây dựng hoặc chỉnh sửa hệ thống.

Một bộ Stringman hoàn chỉnh sử dụng ba Raspberry Pi — loại máy tính bo mạch đơn nhỏ gọn thường xuất hiện trong các dự án điện tử và tự động hóa — cùng kết nối vào mạng Wi-Fi. Một máy nằm trên kẹp gắp, hai máy còn lại đặt tại các cụm neo ở góc phòng, nơi chứa cuộn dây và camera theo dõi vị trí chiếc kẹp. Camera thứ ba gắn trên kẹp cung cấp hình ảnh phản hồi.

Hệ thống còn cần một máy tính cá nhân hoặc máy Mac riêng để chạy phần mềm điều khiển chuyển động. Vì vậy, đây không chỉ là câu chuyện treo một chiếc kẹp lên trần rồi bật công tắc.

Để tự chế Stringman, người dùng cần máy in 3D, động cơ, các máy Raspberry Pi và những linh kiện trong danh mục vật tư của dự án. Một số bộ phận đòi hỏi đặt sản xuất bảng mạch in, thường gọi là PCB — tấm nền chứa các đường dẫn điện để kết nối linh kiện điện tử.

Sau khi lắp ráp, người dùng phải làm theo hướng dẫn để khởi động và hiệu chuẩn robot bằng các dấu mốc được in ra. Các thẻ đánh dấu thị giác, tức những ký hiệu để camera nhận diện, được dùng để thiết lập điểm thả đồ. Việc lập trình nhiệm vụ cũng là một phần của quá trình đưa robot vào hoạt động.

Những yêu cầu này khiến Stringman hiện phù hợp hơn với người đam mê robot và tự động hóa gia đình, thay vì người chỉ muốn mua một thiết bị dọn dẹp có thể dùng ngay.

Một chiếc kẹp di chuyển bằng dây trong phòng đặt ra câu hỏi thực tế: điều gì xảy ra nếu người dùng vô tình đi vào đường dây? Nifong cho biết ông sống cùng hai robot như vậy và từng va vào dây. Theo trải nghiệm cá nhân được ông ghi trong tài liệu, tình huống này gây giật mình nhưng không gây thương tích vì dây nhẹ và có độ nhường khi va chạm.

Trang dự án cho biết hệ thống giới hạn lực căng ở mức 28 newton — newton là đơn vị đo lực — tương đương khoảng 2,9 kg lực. Khi chạm ngưỡng này, toàn bộ dây sẽ chùng xuống và có thể được kéo rời. Tuy nhiên, trải nghiệm của nhà sáng lập không đồng nghĩa với một bảo đảm an toàn cho mọi tình huống sử dụng.

Người muốn tìm hiểu trước khi lắp đặt có thể thử phiên bản mô phỏng trên cổng web của Stringman. Cổng này cũng có tùy chọn kết nối với robot riêng qua mạng nội bộ, tức mạng kết nối các thiết bị trong cùng không gian, hoặc qua dịch vụ đám mây. Ở giai đoạn hiện tại, Stringman là một cách tiếp cận thú vị với robot dọn nhà: bỏ qua đôi chân và hình dáng con người, tập trung vào việc đưa một chiếc kẹp đến đúng nơi cần nhặt đồ.