Tài liệu đọc Robotics

Lĩnh vực robotics đã trải qua hơn năm thập kỷ phát triển mạnh mẽ, trở thành một ngành khoa học liên ngành quan trọng, kết hợp chặt chẽ cơ học, toán học, điều khiển học, khoa học máy tính và trí tuệ nhân tạo. Sự phát triển vượt bậc này đã thúc đẩy nhu cầu về tài liệu học thuật toàn diện. Tài liệu này nhằm giới thiệu sâu rộng về khoa học và kỹ thuật tính toán cơ học, điều khiển và thiết kế áp dụng cho tay máy robot. Nó cung cấp một cái nhìn tổng quan có hệ thống về các nguyên lý cơ bản và những tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực, từ lịch sử hình thành đến các khía cạnh phức tạp của động lực học và điều khiển.

Đối tượng độc giả chính là sinh viên năm thứ ba ngành Cơ điện tử tại Đại học Bách khoa Hà Nội, đã có nền tảng về Cơ học kỹ thuật và Đại số tuyến tính, cùng với những người quan tâm đến khoa học và kỹ thuật robotics, đặc biệt là ứng dụng trong thiết kế và điều khiển tay máy robot.

Tài liệu “Robotics” cung cấp một cái nhìn toàn diện về lý thuyết và ứng dụng trong lĩnh vực robot, đặc biệt tập trung vào tay máy robot. Nội dung được cấu trúc thành 8 chương, bắt đầu với tổng quan lịch sử, các định nghĩa cơ bản, phân loại và cấu trúc của robot. Tiếp theo là nền tảng toán học về phép biến đổi tọa độ, vốn rất quan trọng cho việc mô tả chuyển động của vật rắn và động học thuận tay máy. Các chương tiếp theo đi sâu vào các khía cạnh kỹ thuật cốt lõi: động học robot (thuận và nghịch, vi phân) cho cả tay máy chuỗi và song song, tĩnh học và phân tích độ cứng vững, cũng như động lực học robot. Tài liệu trình bày chi tiết các phương pháp xây dựng và giải các bài toán động lực học, nhấn mạnh tính chất của các phương trình liên quan.

Bên cạnh đó, tác phẩm còn đề cập đến lập trình quỹ đạo chuyển động, phân tích cơ sở và phương pháp tạo quỹ đạo cho robot trong không gian khớp và không gian Descartes. Chương về điều khiển robot giới thiệu các cấu trúc và phương pháp tổng hợp luật điều khiển, từ điều khiển tuyến tính đơn giản đến các phương pháp điều khiển thông minh và ứng dụng Matlab/Simulink. Cuối cùng, tài liệu cung cấp kiến thức nền tảng về cơ sở thiết kế robot, bao gồm quy trình thiết kế, lựa chọn cấu trúc, hệ dẫn động, cảm biến và hệ điều hành robot như ROS, cùng với sơ lược về nhận thức robot. Sự bao quát từ lý thuyết đến ứng dụng thực tiễn, cùng với việc tích hợp các kiến thức từ nhiều lĩnh vực như cơ học, điện tử và trí tuệ nhân tạo, giúp người đọc xây dựng nền tảng vững chắc để phát triển các sản phẩm robot và giải pháp kỹ thuật tiên tiến, đặc biệt trong bối cảnh robot công nghiệp và robot phục vụ ngày càng phát triển.