TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÔN HỌC TÂM LÝ HỌC KỸ SƯ BÀI TẬP NHÓM Đề tài Robot vận chuyển thông minh Giáo viên giảng dạy Lê Ngọc Phương Sinh viên thực hiện 1 Nguyễn Hữ[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ MÔN HỌC: TÂM LÝ HỌC KỸ SƯ BÀI TẬP NHÓM Đề tài : Robot vận chuyển thông minh Giáo viên giảng dạy: Lê Ngọc Phương Sinh viên thực : Nguyễn Hữu Tuyên Đỗ Minh Tâm Lò Văn Tuấn Đỗ Xuân Thái Phan Văn Thắng Lớp: 112202A HƯNG YÊN – 2023 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Mục lục MỞ ĐẦU 1.1 Sản phẩm thiết kế, cải tiến .2 1.1.1 Mô tả sản phẩm : 1.1.2 Đặc điểm sản phẩm : .5 1.2 Cơ sở tâm lý thiết kế/cải tiến sản phẩm : .7 1.3 Sản phẩm sau cải tiến / thiết kế : 13 1.3.1 Mô tả sản phẩm sau cải tiến / thiết kế : 13 1.3.2 Những mặt cải tiến sản phẩm : 18 KẾT LUẬN .20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 MỞ ĐẦU Hiện giới ngày phát triển nhu cầu người ngày tăng cao mặt Từ thực phẩm hay hàng hóa ngày nhiều có nhiều phương thức vận chuyển đời Tuy nhiên phương thức vận chuyển cần người vận chuyển chủ yếu có nhiều máy móc can thiệp chưa thật tối ưu hóa Chính bất tiện nhóm em nghiên cứu phương thức vận chuyển tối ưu k cần can thiệp trực tiếp từ người đáp ứng nhu cầu giới ngày robot vận chuyển thơng minh 1.1 Sản phẩm thiết kế, cải tiến 1.1.1 Mô tả sản phẩm : Với nhu cầu sống ngày phát triển, công nghệ đại có sức hút lớn Robot dị đường tránh vật cản công nghệ mới, áp dụng vào đời sống sinh hoạt ngày người Hình 1.1 Mơ hình sản phẩm -Robot tránh vật cản loại Robot di động tự tránh chướng ngại vật phía trước để tiếp tục tự tìm đường Với tính dị đường nên cịn gọi Robot dò line tránh vật cản Dù cơng nghệ nhỏ sở cho ứng dụng đại Robot tránh vật cản thiết bị tự động thiết kế để di chuyển cách an tồn mơi trường có nhiều vật cản Robot sử dụng cảm biến siêu âm để phát vật cản tránh chúng Hình 1.2 Cảm biến siêu âm Cảm biến siêu âm loại cảm biến dựa sóng siêu âm để phát khoảng cách từ robot đến vật thể môi trường Cảm biến gửi sóng siêu âm đo thời gian mà sóng phản hồi lại từ vật thể Dựa thời gian này, robot tính khoảng cách đến vật thể xác định liệu chúng có tiếp cận hay không Robot tránh vật cản trang bị cảm biến siêu âm phía trước, phía sau hai bên để đo khoảng cách đến vật thể Khi robot di chuyển gặp phải vật cản, cảm biến siêu âm phát truyền thông tin đến vi xử lý robot Vi xử lý xử lý thơng tin tính tốn hướng di chuyển an toàn để tránh vật cản Robot di chuyển sang hướng khác vịng qua vật cản, dừng lại khơng có hướng di chuyển an toàn Robot tránh vật cản trang bị thêm tính chế độ tránh vật cản tự động chế độ điều khiển từ xa để người điều khiển điều khiển robot qua vật cản cách an toàn Với khả phát tránh vật cản cách xác nhanh chóng, robot tránh vật cản giúp cho trình tự động hóa điều khiển robot trở nên an tồn hiệu 1.1.2 Đặc điểm sản phẩm : - Sản phẩm thiết kế, cải tiến : Mơ hình robot tránh vật cản Hình 1.3 Robot tránh vật cản - Đặc điểm sản phẩm : -Các robot tránh vật cản thường trang bị cảm biến siêu âm để phát vật cản trình di chuyển Các đặc điểm robot tránh vật cản bao gồm: Hệ thống cảm biến: Robot trang bị cảm biến siêu âm để phát vật cản xung quanh tìm kiếm đường thích hợp Các thuật tốn xử lý tín hiệu: Robot sử dụng thuật tốn xử lý tín hiệu để phân tích liệu từ cảm biến định hướng di chuyển tối ưu để tránh vật cản Thiết kế di động: Robot tránh vật cản thường thiết kế để di chuyển dễ dàng mơi trường khác tránh vật cản đồ đạc, tường, cửa, hay người Tính linh hoạt: Robot tránh vật cản có khả hoạt động nhiều địa hình khác thích nghi với môi trường vận hành khác nhau, giúp nâng cao linh hoạt khả ứng dụng robot nhiều lĩnh vực khác Ưu điểm robot tránh vật cản: Tăng hiệu vận chuyển: Mơ hình robot tránh vật cản dùng cảm biến siêu âm ứng dụng vào cơng việc vận chuyển giúp tăng hiệu vận chuyển hàng hóa vật liệu, có khả tự động di chuyển tránh vật cản trình vận hành Độ xác cao: Cảm biến siêu âm có độ xác cao việc phát đo khoảng cách đến vật thể xung quanh Phát vật cản: Cảm biến siêu âm phát vật cản đa dạng khó phát với cảm biến khác Hoạt động tốt môi trường tối: Cảm biến siêu âm hoạt động tốt môi trường tối loại cảm biến khác cảm biến hồng ngoại cảm biến ánh sáng Khả thay thế: Khi robot tránh vật cản gặp cố hỏng hóc, thiết kế đơn giản nên sửa chữa, thay linh kiện dễ dàng Hạn chế robot tránh vật cản: -Giới hạn mơi trường: Robot tránh vật cản gặp khó khăn việc hoạt động mơi trường có nhiều vật cản lớn phức tạp -Giới hạn khoảng cách phát hiện: Cảm biến siêu âm có giới hạn khoảng cách phát hiện, thường khoảng vài mét, khơng thể phát vật thể xa -Khả nhận dạng vật cản: Robot tránh vật cản khơng nhận dạng số vật cản đặc biệt vật cản bóng tối vật cản khơng có hình dạng rõ ràng -Độ phức tạp thuật tốn: Các thuật tốn xử lý tín hiệu robot tránh vật cản phức tạp cần nhiều thời gian để phát triển hồn thiện -Chi phí: Robot tránh vật cản đắt đỏ yêu cầu chi phí đầu tư lớn để sản xuất bảo trì -Khả thay thế: Khi robot tránh vật cản gặp cố hỏng hóc, việc thay sửa chữa gặp nhiều khó khăn tốn nhiều thời gian -Dễ bị ảnh hưởng môi trường: Cảm biến siêu âm dễ bị ảnh hưởng tác nhân môi trường âm thanh, gió, mưa, bụi, độ ẩm, -Khó sử dụng mơi trường nhiễu: Cảm biến siêu âm khó sử dụng mơi trường có nhiều vật cản nhiễu, cần phải kết hợp với loại cảm biến khác để đảm bảo hiệu xác 1.2 Cơ sở tâm lý thiết kế/cải tiến sản phẩm : -Ý tưởng từ việc thiết nhóm chúng em dựa lý thuyết nhu cầu A Maslow, Luật Gestal định luật Jakob -Lý thuyết tác giả Maslow phát triển cá nhân động lực công bố vào năm 1943 Theo Maslow, hành vi người bắt nguồn từ mong muốn thỏa mãn nhu cầu cá nhân Nhu cầu người chia thành bậc từ thấp (cấp thiết nhất) đến cao (ít cấp thiết) gồm: nhu cầu sinh học – nhu cầu an toàn – nhu cầu xã hội – nhu cầu tôn trọng – nhu cầu tự thể thân Tháp nhu cầu Maslow xây dựng dựa giả định: (1) Nhu cầu sở hình thành nên động thơi thúc người hành động Con người cố gắng thỏa mãn trước hết nhu cầu quan trọng Tuy nhiên, nhu cầu thỏa mãn khơng động thời nữa, người ta lại cố gắng tìm cách thỏa mãn nhu cầu quan trọng (2) Nhu cầu bậc cao xuất nhu cầu bậc thấp thỏa mãn Tầng 1: Nhu cầu Sinh lý (Basic Needs) -Nhu cầu bao gồm nhu cầu sống người nhằm đảm bảo mục đích sinh tồn ăn, uống, ngủ, thở, tình dục, nhu cầu thoải mái chỗ ở, quần áo Sở dĩ tình dục xếp vào nhóm nhu cầu giúp người trì nịi giống Đây nhu cầu mạnh mẽ người.Những nhu cầu thuộc mức độ cao phía xuất nhu cầu chưa thỏa mãn Chúng chế ngự, thúc giục, sai khiến người phải hành động để đạt nhu Tầng 2: Nhu cầu an toàn (Security and Safety Needs) -Khi nhu cầu mức độ sinh lý thỏa mãn, người hướng tới nhu cầu an toàn thân Họ mong muốn bảo vệ tính mạng khỏi nguy hiểm an tồn, ổn định đời sống Nhu cầu an toàn khơng an tồn thể chất sức khỏe, cịn mong muốn an tồn mặt tinh thần điều kiện tài thân - Một số nhu cầu an toàn người như: + An toàn gặp tai nạn, cố chấn thương + An toàn sức khỏe + An tồn tài Tầng 3: Nhu cầu xã hội (Social Needs) -Con người xuất nhu cầu xã hội đáp ứng đầy đủ nhu cầu sinh lý an tồn Nhóm nhu cầu xã hội bao gồm: nhu cầu yêu yêu, chấp nhận thuộc cộng đồng Nhu cầu thể qua trình giao tiếp việc kết giao bạn bè, tìm người yêu, tham gia hoạt động xã hội, câu lạc bộ,… Ở cấp độ này, nhu cầu thuộc tình cảm chình yếu tố tác động chi phối hành vi người -Vai trị nhóm nhu cầu quan trọng, Maslow nhấn mạnh rằng, nhu cầu cấp bậc cao khơng thỏa mãn đáp ứng, người mắc phải bệnh trầm trọng tinh thần, tâm lý Tầng 4: Nhu cầu quý trọng (Esteem Needs) Nhu cầu gọi nhu cầu tự trọng xếp vào loại nhu cầu bậc cao người Nó thể qua hai khía cạnh: việc nể trọng, kính mến thơng qua thành cơng thân lịng tự trong, cảm nhận, trân q Khi nhu cầu thỏa mãn, người có xu hướng trở nên tự tin vào lực thân mong muốn cống hiến nhiều Tầng 5: Nhu cầu thể (Self-actualizing Needs) -Đây mức độ nhu cầu cao mà Maslow đề cập đến: khẳng định thân Khi tất bậc nhu cầu đáp ứng, người tiến tới tầm cao mới, mong muốn khai phá tiềm ẩn chứa thể người Đó khả tận dụng tối ưu khai thác tối đa tài nhằm mục đích hồn thiện thân Ví dụ điển hình cho tự thể thân bộc lộ nhân vật nhà bác học Albert Einstein, Tổng thống Abraham Lincoln,… - Từ kiến thức tháp nhu cầu nhu cầu sinh học, nhu cầu xã hội, … để đời sống người phát triển, đáp ứng đầy đủ nhu cầu cần thiết, đời robot vận chuyển thông minh vô cần thiết cho sống Đặc biệt nhu cầu sinh lý ngày tăng cao nay, thuận tiện đặt lên hàng đầu Việc cho mắt robot vận chuyển thông minh sản phẩm đột phá hoàn toàn việc vận chuyển -Trong từ điển tiếng Đức, “Gestalt“ có nghĩa “hình dạng vật thể” hay “cái nhìn tổng quát”; định luật ban đầu phát nhà tâm lý học Max Wertheimer (1880-1943) – sau Wolfgang Kưhler (1929), Kurt Koffka (1935), Wolfgang Metzger (1936) phát triển thêm.Định luật Gestalt tập hợp nguyên tắc tâm lý học, lý giải cách thức não người tiếp nhận hình ảnh Mắt não tiếp xúc với hình ảnh, chúng nhìn nhận phân tách chi tiết đơn lẻ ảnh theo nhiều cách khác Toàn cấu trúc vật thể, lúc tạo thành từ phần tử có mặt -Những nguyên tắc định luật Gestalt nhóm vận dụng bao gồm: 1)Nguyên tắc đồng (Similarity): -Nội dung nguyên tắc mắt thường có xu hướng gom vật thể tương tự hình dáng màu sắc lại thành nhóm với Thậm chí chúng không nằm cạnh bên, não tạo sợi dây vơ hình để kết nối vật thể đồng dạng lại với Có nhiều kiểu đồng khác nhau: hình khối, kích cỡ, hay màu sắc Nếu bạn đặt vật thể có độ tương đồng cao nằm cạnh bên, não tự động tạo dựng nên mối liên kết mật thiết chúng 2)Nguyên tắc gần bên (Proximity): -Nội dung nguyên tắc phần tử đứng cạnh não có xu hướng gom chúng lại thành nhóm tách biệt Hay, đối tượng gần thường coi có liên quan nhiều đối tượng xa 3) Nguyên tắc hợp (Unified Connectedness) -Nội dung nguyên tắc yếu tố có kết nối màu sắc, đường nét, cách trang trí hình dạng não tự động “hình dung”một mối liên hệ mật thiết cho chúng Nguyên tắc hợp thể khả mạnh mẽ nguyên tắc nói kết nối vật thể, đơi cịn phá vỡ ln ngun tắc Gestalt khác 4) Nguyên tắc liên tục (Continuation) -Nội dung ngun tắc vơ thức, tâm trí ln tự lấp đầy khoảng trống vật thể, tạo cho chúng chuyển động liên tục.Dù đường thẳng hay uốn cong, đầu ta muốn chúng có chung đích đến Ta khơng có thói quen coi chúng thực thể tách rời Khi mắt nhìn thấy đối tượng rời rạc não có xu hướng tiếp nhận liên kết hình ảnh theo chiều hướng hay chuyển động Điều ứng dụng tạo đường dẫn thị giác thiết kế, bạn muốn điều hướng người xem theo thứ tự Nó đơn giản dấu mũi tên dẫn dắt điểm nhìn hình ảnh nhân vật với ánh mắt quay sang trọng tâm 10 thiết kế chẳng hạn Hiểu vấn đề này, bạn chủ động việc áp dụng phần dương (positive space – phần mà yếu đồ họa chiếm diện tích) âm (negative space– khoảng trống cịn lại) vào tác phẩm thiết kế Các thiết kế không cần trở nên rườm rà, thành phần “cô đơn lạc lõng”, não kết nối lại với 5) Nguyên tắc Prägnanz -Chữ Prägnanz tiếng Đức, tạm dịch “tối giản, ngắn gọn, chất vốn có.”Nội dung nguyên tắc đầu óc người khơng quen với lộn xộn hay phức tạp, để tránh không bị rối loạn thứ kì dị bất thường, ta ln cố gắng giản lược chúng thành điều thân thuộc, cốt lõi Nguyên tắc Prägnanz xem nguyên tắc tảng nguyên tắc Gestalt Con người bẩm sinh yêu thích đơn giản, rõ ràng ngăn nắp Ta ln thích thứ dễ dàng nắm bắt, có xu hướng tránh xa rắc rối Cơ chế hoạt động giúp bớt tốn não thời gian để nhận thức vấn đề,và quan trọng ta không bị bỡ ngỡ nhìn vào 7) Nguyên tắc bầy đàn/đồng (Common Fate) -Nguyên tắc thiết kế đồng Gestalt cho phần tử di chuyển theo hướng coi có liên quan nhiều phần tử giống di chuyển theo hướng khác Bất kể vị trí chúng chúng khác nào, dễ dàng nhận thấy yếu tố di chuyển theo hướng dường có liên quan với nhau.Trong tự nhiên, thấy nhiều bầy chim, đàn cá,… Thật ra, chúng cá thể riêng lẻ di chuyển theo khối, thường xem chúng tập hợp thực thể.Nội dung nguyên tắc Các vật thể có mối quan hệ mật thiết chúng hướng định -Thông quy tắc định luật Gestalt, việc vận dụng chúng vào việc chế tạo robot vận chuyển thông minh điều tất yếu Từ quy tắc nguyên tắc đồng bộ, nguyên tắc hợp nhất, nguyên tắc liên tục,… sản phẩm tạo 11 có màu sắc hài hịa , nhỏ gọn đẹp mắt Việc thiết kế thu hút ý từ người dễ nhận diện thương hiệu hãng khác • Định luật Jakob -Định luật Jakob phát minh Jakob Neilsen Định luật viết đầy đủ Luật trải nghiệm người dùng Internet Jakob Định luật quy định người dùng thích sản phẩm hoạt động giống sản phẩm khác mà họ biết Họ thích thứ quen thuộc với họ hơn, họ khơng nhiều thời gian để tìm hiểu hoạt động sản phẩm trước trải nghiệm -Để giảm thiểu khoảng thời gian tìm hiểu khách hàng sản phẩm, chức sử dụng nên có cách thức hoạt động tương tự mà khách hàng biết đến trước Hạn chế việc tạo thứ khó hiểu lạ lẫm, khiến người dùng dành nhiều thời gian để tìm hiểu thay đổi thói quen.Hay nói cách khác, hầu hết người có tâm lý ngại tiếp cận với thứ mẻ khác biệt, người ta ln tìm kiếm ổn định thích nằm vùng an tồn -Tất nhiên đơi ta cần thay đổi số thứ mang tính đột phá vào trải nghiệm người dùng, bạn cần nhớ nhận thức thói quen khách hàng khơng dễ sớm chiều mà thay đổi được, đơi điều không thực cần thiết -Nguyên tắc khuyến khích nhà thiết kế theo dõi mẫu thiết kế chung để tránh gây nhầm lẫn cho người dùng, điều dẫn đến tải nhận thức cao => Nhờ vận dụng nguyên tắc việc thiết kế robot vận chuyển thơng minh có ngoại hình chức cải tiến từ robot tránh vật cản vô quen thuộc người Việc thiết kế có hình mẫu quen thuộc có cải tiến thu hút người không tạo lạ lẫm 12 1.3 Sản phẩm sau cải tiến / thiết kế : 1.3.1 Mô tả sản phẩm sau cải tiến / thiết kế : Sản phẩm mơ hình xe tránh vật cản nêu sở, tiền đề để phát triển lên sản phẩm mới, có nhiều chức hữu ích, hiệu cao thân thiện với người Dựa sản phẩm đó, nhóm chúng em định dựa vào mơ hình ngun lý thiết kế có sản phẩm tìm hiểu, chế tạo phát triển lên thành sản phẩm thực tế với tiêu chí thơng dụng, hữu ích với đối tượng sử dụng bảo vệ môi trường Sản phẩm sau cải tiến có hiệu hoạt động cao, cải thiệu nhiều tính khắc phục hạn chế mơ hình sản phẩm cũ, ứng dụng vào việc vận chuyển hàng thiết yếu khuôn viên trường Đại học, công ty,công viên, khu dịch vụ du lịch - Dưới hình ảnh sản phẩm sau cải tiến : Hình 2.1 Robot vận chuyển thơng minh 13 Robot vận chuyển có ngoại hình giống tủ lạnh di động với kích thước nhỏ gọn khả chở hàng lên đến vài trăm kg Nó trang bị số loại cảm biến khác camera, lidar, cảm biến siêu âm, cảm biến tiệm cận loại cảm biến khác, giúp robot phát tránh vật cản trình vận chuyển Hình 2.2 Chiếc tủ lạnh di động giao hàng thơng minh Ngồi ra, robot sử dụng đồ kỹ thuật số hệ thống định vị GPS để xác định vị trí hướng di chuyển Với phát triển vượt bậc trí tuệ nhân tạo, robot thơng minh trang bị cơng nghệ chip điều khiển cao cấp, đại, có nhiều chức mới, hoạt động đa dạng 14 Hình 2.3 Công nghệ chip cao cấp Robot vận chuyển thông minh sử dụng thuật tốn trí tuệ nhân tạo để tính tốn lập kế hoạch đường tối ưu, đồng thời điều khiển động phận khác robot để di chuyển vận chuyển hàng hóa cách an tồn hiệu Robot điều khiển từ xa thiết bị điện tử điện thoại thông minh máy tính bảng, giúp người dùng giám sát kiểm soát robot cách linh hoạt Với tính tiên tiến khả vận chuyển hàng hóa an tồn, robot chắn trở thành phần quan trọng ngành vận chuyển hàng hóa tương lai Các ứng dụng robot vận chuyển thơng minh bao gồm vận chuyển hàng hóa kho bãi, khu cơng nghiệp, khu thị, hay chí giao hàng tận nhà cho khách hàng, giúp tăng tính linh hoạt tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp Ở phần cải tiến này, chúng em thiết lập cho khn viên trường đại học tương lai phát triển quy mô hoạt động khu vực Robot vận chuyển thơng minh tích hợp với tính thơng minh để tăng cường tính linh hoạt hiệu q trình vận chuyển 15 Ví dụ, robot trang bị hệ thống nhận dạng giọng nói khn mặt để xác định người nhận hàng, giúp giảm thiểu thời gian giao hàng tăng tính bảo mật Hình 2.4 Xử lý tình giao thơng Robot tích hợp với hệ thống dự đốn phân tích liệu để dự đốn tối ưu hóa đường đi, đồng thời giảm thiểu thời gian chi phí vận chuyển Thêm vào giỏ hàng sản phẩm yêu thích, đơn đặt, robot tự di chuyển đến cửa hàng nhận đơn hàng sau tiến hành giao hàng nhanh chóng cho khách Hình 2.5 Cách thức đặt hàng vận chuyển 16 Ngoài ra, robot vận chuyển thơng minh kết hợp với phương tiện vận chuyển khác xe tải, tàu hỏa, máy bay để tạo hệ thống vận chuyển hàng hóa tồn diện Các hệ thống quản lý giám sát tảng kỹ thuật số, giúp doanh nghiệp quản lý theo dõi trình vận chuyển cách dễ dàng hiệu 17