Nhóm nghiên cứu tại Đại học California, Los Angeles (UCLA), Mỹ, phát triển robot hai chân mang tên PhoneBot, tận dụng điện thoại Android cũ làm trung tâm điều khiển thay vì sử dụng hệ thống máy tính chuyên dụng.
Robot cao khoảng 48 cm, nặng gần 1,8 kg, được thiết kế theo hướng mã nguồn mở nhằm giảm chi phí và giúp người dùng dễ dàng lắp ráp, thay thế linh kiện.
Điểm đặc biệt của PhoneBot là chiếc điện thoại được gắn ở phần thân trên, đóng vai trò như “bộ não” của robot. Camera, cảm biến chuyển động, bộ xử lý và kết nối không dây có sẵn trên điện thoại được tận dụng để quan sát môi trường, duy trì thăng bằng và tính toán các bước di chuyển.
PhoneBot sử dụng 13 động cơ servo DYNAMIXEL, trong đó mỗi chân có 6 động cơ điều khiển các khớp hông, đầu gối và mắt cá chân. Cấu trúc này cho phép robot bước đi, chuyển hướng và lấy lại thăng bằng. Động cơ còn lại đặt ở thân trên, giúp robot xoay camera để theo dõi người mà không cần di chuyển chân.
Trong quá trình vận hành, điện thoại gửi lệnh qua kết nối Wi-Fi đến bộ điều khiển ở thân dưới. Hệ thống chuyển các lệnh này thành chuyển động tương ứng của từng động cơ. Thiết kế không dây giúp người dùng thay điện thoại khác mà không phải đấu nối lại linh kiện.
Theo nhóm nghiên cứu, phần thân, động cơ và các linh kiện điện tử có tổng chi phí khoảng 400 USD (hơn 10 triệu đồng). Khi thử nghiệm với bốn mẫu điện thoại Android giá 50 - 80 USD, tất cả đều đáp ứng các chức năng cơ bản như điều khiển bước đi, phát hiện chuyển động và quan sát môi trường.
Để huấn luyện PhoneBot, các kỹ sư sử dụng phương pháp học tăng cường trong môi trường mô phỏng. Robot được thưởng khi giữ thăng bằng, bước đi đúng tốc độ và bị phạt nếu thực hiện chuyển động thiếu ổn định hoặc tạo lực quá lớn tại các khớp.
Ban đầu, robot có xu hướng phụ thuộc vào một chân khi di chuyển. Nhóm nghiên cứu khắc phục bằng cách hoán đổi dữ liệu chuyển động giữa hai bên, giúp các bước đi cân đối và ổn định hơn.
Toàn bộ quá trình điều khiển được thực hiện theo thời gian thực thông qua ứng dụng Android, sử dụng công cụ TensorFlow Lite của Google để xử lý dữ liệu cảm biến nhiều lần mỗi giây. Nhờ đó, PhoneBot có thể liên tục điều chỉnh chuyển động và lấy lại thăng bằng khi cần thiết.
