Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa: Nghiên cứu nâng cao chất lượng truyền thông và ứng dụng thuật toán học sâu tăng cường trong điều hướng tối ưu cho robot di động

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Nghiên cứu nâng cao chất lượng truyền thông và ứng dụng thuật toán học sâu tăng cường trong điều hướng tối ưu cho robot di động" nhằm nghiên cứu mô hình và thuật toán tối ưu hệ thống mạng nâng cao chất lượng truyền thông phục vụ hoạt động của robot di động; Nghiên cứu, phát triển các thuật toán tối ưu quỹ đạo với mục tiêu tối thiểu năng lượng tiêu thụ cho robot di động hoạt động trong môi trường truyền thông lý tưởng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa: Nghiên cứu nâng cao chất lượng truyền thông và ứng dụng thuật toán học sâu tăng cường trong điều hướng tối ưu cho robot di động BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Thị Thanh VânNGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN THÔNG VÀ ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN HỌC SÂU TĂNG CƯỜNG TRONG ĐIỀU HƯỚNG TỐI ƯU CHO ROBOT DI ĐỘNGTÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Mã số: 9 52 02 16 Hà Nội - 2024Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ,Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt NamNgười hướng dẫn khoa học:Người hướng dẫn 1: TS. Ngô Mạnh Tiến, Viện Vật lýNgười hướng dẫn 2: TS. Nguyễn Công Lượng, Trường Đại học Phenikaa Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3:Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Học viện họp tạiHọc viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ ViệtNam vào hồi … giờ …, ngày … tháng … năm 202....Có thể tìm hiểu luận án tại:1. Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của luận án Nhằm đáp ứng nhu cầu của xã hội, số lượng robot di động trongcác nhà máy ngày càng tăng một cách đáng kể. Ngoài ra, các thiết bịIoT (Internet of Things) cũng ngày một tăng trong các nhà máy. Điềunày dẫn đến vấn đề chia sẻ không gian làm việc giữa các robot, giữarobot với các thiết bị khác và giữa robot với con người. Để đạt hiệu quảlàm việc, các robot di động tại các nhà máy vừa cần hoàn thành nhiệmvụ di chuyển, vừa cần thực hiện trao đổi thông tin với hệ thống giúpviệc quản lý cũng như vận hành trong toàn nhà máy được đảm bảo.Chính vì vậy, việc tích hợp truyền thông không dây cho robot di độnglà một giải pháp. Khi đó, robot di động đóng vai trò là một thành phầntrong hệ thống IoT vừa giúp giảm bớt tiêu hao năng lượng tính toáncho robot vừa giải quyết vấn đề truyền thông trong nhà máy. Để đảmbảo robot vừa hoàn thành nhiệm vụ vừa truyền thông tin cậy với hệthống, việc giải bài toán tối ưu quỹ đạo cho robot di động trong môitrường truyền thông không dây tại nhà máy là cần thiết. Từ đó, NCSchọn đề tài Nghiên cứu nâng cao chất lượng truyền thông vàứng dụng thuật toán học sâu tăng cường trong điều hướng tốiưu cho robot di động.2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Nghiên cứu mô hình và thuật toán tối ưu hệ thống mạng nângcao chất lượng truyền thông phục vụ hoạt động của robot di động. - Nghiên cứu, phát triển các thuật toán tối ưu quỹ đạo với mụctiêu tối thiểu năng lượng tiêu thụ cho robot di động hoạt động trongmôi trường truyền thông lý tưởng. - Nghiên cứu, phát triển các hệ thống điều hướng cho robot diđộng kết hợp tối ưu quỹ đạo với truyền thông không dây và tối thiểunăng lượng tiêu thụ của hệ thống. - Mô phỏng kiểm chứng và đánh giá hiệu quả của các thuật toán 2và mô hình hệ thống đề xuất.3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận ánVề lý thuyết: - Nghiên cứu tổng quan về robot di động hoạt động trong môitrường truyền thông, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, từ đórút ra các hướng nghiên cứu thích hợp cho luận án. - Nghiên cứu, đề xuất mô hình và thuật toán tối ưu mạng hỗtrợ giúp mở rộng vùng phủ sóng và nâng cao chất lượng truyền thôngkhông dây trong nhà máy. - Xây dựng bài toán tối ưu quỹ đạo di chuyển cho robot trongnhà máy nhằm tối thiểu năng lượng tiêu thụ trong điều kiện truyềnthông lý tưởng, từ đó xây dựng thuật toán giải quyết bài toán đó. - Nghiên cứu, đề xuất hệ thống điều hướng cho robot di độngtrong môi trường điều kiện truyền thông chưa đảm bảo. - Xây dựng bài toán tối ưu quỹ đạo di chuyển cho robot trongnhà máy nhằm tối thiểu năng lượng tiêu thụ trong môi trường truyềnthông chưa đảm bảo, từ đó xây dựng thuật toán giải quyết bài toán đó. - Nghiên cứu sử dụng các công cụ tối ưu để thực hiện mô phỏng.Về thực nghiệm: - Xây dựng các mô phỏng kiểm chứng hiệu quả của mô hình vàthuật toán tối ưu mạng truyền thông không dây hỗ trợ hoạt động củarobot di động. - Xây dựng các mô phỏng kiểm chứng thuật toán tối ưu quỹ đạocho robot di động trong môi trường truyền thông lý tưởng. - Xây dựng các mô phỏng kiểm chứng thuật toán tối ưu quỹ đạocho robot di động trong môi trường truyền thông chưa đảm bảo. Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VIỆC LẬP QUỸ ĐẠO CHO ROBOT DI ĐỘNG TRONG NHÀ MÁY1.1. Bài toán lập quỹ đạo cho robot di động 3 Số lượng bài báoHình 1.2: Số lượng các công trình nghiên cứu về lập quỹ đạo cho robot dựatrên số liệu từ Engineering Village [2]. Trong suốt nhiều thập kỷ qua, lĩnh vực robot luôn được quantâm, không ngừng phát triển và có ảnh hưởng lớn đến cuộc sống của conngười [12]. Trong các nhà máy hiện đại, robot di động với khả năng dichuyển linh hoạt đóng một vai trò quan trọng trong các ứng dụng côngnghiệp như robot vận chuyển hàng hóa, và các robot phục vụ các khâuchính trong dây chuyền sản xuất [13]. Chính vì vậy, robot di động đãvà đang được nhiều nhà nghiên cứu cũng như các doanh nghiệp trongvà ngoài nước quan tâm. Nhìn chung, cấu trúc của điều khiển chuyểnđộng cho một Robot di động có thể chia ra 3 giai đoạn: Định vị, lập quỹđạo chuyển động (Localization and Path Planning), điều khiển bám quỹđạo (Trajectory Tracking), và điều khiển động cơ robot (Motor Control).Việc điều khiển chuyển động cho robot di động có hai vấn đề chính cầnquan tâm đó là lập quỹ đạo chuyển động và thiết kế bộ điều khiển bámquỹ đạo. Ở luận án này, NCS quan tâm đến bài toán lập quỹ đạo chuyểnđộng (trajectory planning) cho robot di động. ...