Thế giới robot đang trải qua một cuộc cách mạng thực sự nhờ sự kết hợp giữa trí tuệ nhân tạo, in 3D và các dự án phần cứng nguồn mở. Robot SO-ARM101 có lẽ là một trong những ví dụ gần đây nhất về cách công nghệ cho phép tạo ra các giải pháp tiên tiến và giá cả phải chăng cho cả giáo dục cũng như nghiên cứu và phát triển. Cánh tay robot này, được phát triển dưới sự bảo trợ của Hugging Face và cộng đồng của họ, kết hợp khả năng tùy chỉnh với các nguồn lực AI mạnh mẽ và triết lý truy cập mở cho mọi nền tảng kỹ thuật.
Nếu bạn đang tìm kiếm một robot giáo dục dạng mô-đun được thiết kế cho mục đích học sâu, lập trình và thao tác với vật thể vật lý thì SO-ARM101 có thể là lựa chọn lý tưởng. Hơn nữa, hệ sinh thái phần mềm và phần cứng rộng lớn của nó khiến nó trở thành một trong những nền tảng linh hoạt và mang tính giáo dục nhất hiện có để thử nghiệm AI và robot thực tế. Dưới đây, chúng tôi cung cấp bản phân tích toàn diện, tổng hợp tất cả thông tin được công bố bởi các trang web hàng đầu và các cửa hàng chuyên dụng, cùng với các chi tiết kỹ thuật, các biến thể của bộ sản phẩm, khả năng tương thích, những cải tiến so với các thế hệ trước và các nguồn lực sẵn có.
SO-ARM101 là gì? Lịch sử và triết lý của dự án
El SO-ARM101 nổi lên như là sự phát triển trực tiếp của SO-ARM100 thành công, một cánh tay rô-bốt tự chế được cộng đồng Hugging Face thúc đẩy và phát triển thông qua sự hợp tác với các đơn vị chủ chốt trong ngành như The Robot Studio, WowRobo, PartaBot và Seeed Studio. Khái niệm đằng sau cánh tay này là của một Robot in 3D nguồn mở được thiết kế để phát triển và đào tạo trí tuệ nhân tạo với chi phí thấp.
Nhờ công nghệ in 3D và thiết kế mã nguồn mở, phần cứng có thể tùy chỉnh hoàn toàn và giá cả phải chăng, thúc đẩy khả năng tiếp cận công nghệ robot tiên tiến ngay cả đối với các trường học, sinh viên, nhà sản xuất và môi trường nghiên cứu có ngân sách hạn chế. SO-ARM101 được tạo ra với trọng tâm là giáo dục và tạo mẫu, cho phép vừa học tập theo cách truyền thống vừa thử nghiệm các thuật toán AI tiên tiến.
Sự hợp tác và cộng đồng: vai trò của Hugging Face và các đối tác
Chìa khóa thành công của dự án này nằm ở sự hợp tác quốc tế tích cực giữa các công ty và cộng đồng. Hugging Face đang dẫn đầu việc phát triển nền tảng trí tuệ nhân tạo và phần mềm điều khiển (LeRobot), trong khi WowRobo và Seeed Studio cung cấp bộ dụng cụ vật lý và hỗ trợ hậu cần. Tất cả những bên này đều duy trì các nguồn tài nguyên mở trên GitHub, Discord và các diễn đàn, nơi bất kỳ người dùng nào cũng có thể chia sẻ tiến độ và câu hỏi hoặc thậm chí đóng góp trực tiếp vào quá trình phát triển dự án.
Những cải tiến chính so với SO-ARM100
- Tối ưu hóa hệ thống dây điện: Quá trình lắp đặt đã được thiết kế lại để tránh các vấn đề ngắt kết nối ở khớp nối số 3 tồn tại ở thế hệ trước.
- Động cơ mới: Hiện nay, nó kết hợp tỷ số truyền động được cải tiến giúp loại bỏ hộp số bên ngoài, giảm bảo trì và tăng độ chính xác.
- Đồng bộ hóa thời gian thực giữa hai cánh tay: Hệ thống dẫn đầu-người theo sau cho phép một cánh tay bắt chước cánh tay kia theo thời gian thực, lý tưởng cho các kỹ thuật học tăng cường của con người và đào tạo theo kiểu bắt chước.
- Hỗ trợ cắm và chạy cho AI nhúng và điện toán biên, đặc biệt là với các mô-đun NVIDIA Jetson và máy tính mini reComputer J4021 Orin NX 16GB.
Các phiên bản, giá cả và thành phần của bộ dụng cụ SO-ARM101
SO-ARM101 có nhiều phiên bản và định dạng khác nhau để phù hợp với nhiều nhu cầu và ngân sách khác nhau. Có các bộ DIY (tự làm) và phiên bản lắp ráp sẵn, cũng như các phiên bản 'Tiêu chuẩn' và 'Chuyên nghiệp' với các loại động cơ và thông số kỹ thuật khác nhau.
- Bộ dụng cụ tự làm: Được thiết kế dành cho những người đam mê và thích lắp ráp và muốn học từ đầu. Bao gồm tất cả các bộ phận cần thiết để bạn tự lắp ráp cánh tay robot.
- Phiên bản lắp ráp: Hoàn hảo cho những ai muốn bắt đầu mà không gặp rắc rối: chỉ cần mở hộp, cắm điện và bắt đầu sử dụng.
- Sự khác biệt giữa Standard và Pro: chủ yếu ở loại động cơ (công suất và tốc độ) và khả năng mô-men xoắn. Phiên bản Pro cung cấp dung lượng lớn hơn, lý tưởng nếu bộ dụng cụ được sử dụng với tải trọng hoặc ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Mức giá thay đổi đáng kể tùy thuộc vào nhà phân phối và định dạng:
- Bộ dụng cụ cơ bản từ khoảng 100 đô la (không có bộ phận hoặc lắp ráp nào được in 3D).
- Bộ đôi hoàn chỉnh (cả hai cánh tay, không có bộ phận in): 220 đô la (Tiêu chuẩn)/240 đô la (Chuyên nghiệp).
- Các bộ phận được in 3D: Bạn có thể mua riêng chúng với giá khoảng 35 đô la nếu bạn không có máy in 3D riêng.
Điều quan trọng cần lưu ý là hầu hết các cửa hàng (ví dụ: Seeed Studio, AliExpress) Bộ sản phẩm chính không bao gồm các bộ phận bằng nhựa in 3D, do đó người mua phải tự in hoặc mua riêng.
Kích thước, trọng lượng và hậu cần vận chuyển
Theo thông tin được cung cấp bởi các nhà phân phối, SO-ARM101 được đóng gói theo nhiều dạng khác nhau tùy thuộc vào bộ sản phẩm và phụ kiện được lựa chọn.. Kích thước và trọng lượng tiêu chuẩn của các gói hàng như sau:
- Gói 1: 34cm x 29cm x 17cm; trọng lượng thực tế 2 kg
- Gói 2: 34cm x 30cm x 25cm; trọng lượng thực tế 5 kg
- Gói 3: 42cm x 27cm x 25cm; trọng lượng thực tế 5 kg
Các lô hàng quốc tế thường được xử lý chủ yếu thông qua UPS, DHL hoặc FedEx. Một số quốc gia có thể có quy định về hải quan, vì vậy bạn nên kiểm tra giá trị khai báo, các loại thuế nhập khẩu có thể có và thời gian giao hàng (ở Hoa Kỳ, quy trình này đặc biệt nhanh chóng và miễn thuế, mặc dù thời gian có thể kéo dài tới 2–4 tuần do phải thực hiện thủ tục lưu kho trước tại kho hàng địa phương).
Thông số kỹ thuật chi tiết
Đi vào chi tiết kỹ thuật, SO-ARM101 là robot có hai cánh tay (tay dẫn đầu và tay theo sau), mỗi cánh tay có cấu hình 6 bậc tự do, mang lại tính linh hoạt và độ chính xác cao trong các chuyển động phức tạp. Chúng ta hãy xem xét những chi tiết chính của nó:
- 6 bậc tự do (DOF) cho mỗi cánh tay: Mỗi cánh tay có thể thực hiện các chuyển động nâng cao và thao tác phức tạp vì mỗi khớp được điều khiển độc lập.
- Cơ giới hóa:
- Tổng cộng có 12 bộ truyền động kiểu bus (servo STS3215), 6 bộ cho mỗi cánh tay.
- Cánh tay dẫn đầu:
- 1 động cơ 7.4V với tỷ lệ 1:345 cho khớp nối số. 2
- 2 động cơ 7.4V với tỷ lệ 1:191 cho khớp nối số 1 và số 3
- 3 động cơ 7.4V với tỷ lệ 1:145 cho khớp nối số 4, số 5 và bộ kẹp
- Cánh tay theo sau:
- Bộ tiêu chuẩn: 6 động cơ 7.4V với tỷ lệ 1:345 cho tất cả các khớp, mô-men xoắn 16.5 kg·cm ở 6V.
- Bộ dụng cụ chuyên nghiệp: 6 động cơ 12V với tỷ lệ 1:345 và mô-men xoắn 30 kg·cm.
- Cảm biến: Bộ mã hóa từ tính 12 bit cho mỗi trục, cung cấp thông tin vị trí chính xác.
- Giao diện: USB-C để lập trình và thử nghiệm, giao tiếp với máy chủ thông qua UART.
- Phương pháp kiểm soát: Chủ yếu thông qua PC và khuôn khổ LeRobot, hỗ trợ các mô hình AI dựa trên PyTorch, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tích hợp học tăng cường và học bắt chước.
- Thức ăn:
- Bộ tiêu chuẩn: 2 bộ đổi nguồn 5V/4A
- Bộ dụng cụ chuyên nghiệp: 12V/1A cho cánh tay theo sau và 5V/4A cho cánh tay dẫn đầu
- Lĩnh vực làm việc và nhiệt độ: Hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ 0°C đến 40°C.
Chúng cũng được tìm thấy trong tài liệu chính thức và kho lưu trữ GitHub Hướng dẫn lắp ráp chi tiết, tệp in 3D, danh sách thành phần đầy đủ và hướng dẫn hiệu chuẩn.
Ứng dụng, tích hợp và tài nguyên có sẵn
SO-ARM101 nổi bật nhờ khả năng tích hợp gốc với khung Hugging Face LeRobot, giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc đào tạo và thử nghiệm các mô hình AI trong các nhiệm vụ liên quan đến thao tác, nắm bắt, học bắt chước và định vị các vật thể vật lý. Cộng đồng đã tạo điều kiện cho nhiều nguồn lực khác nhau để tận dụng tối đa robot:
- Mô phỏng và đào tạo trong môi trường ảo trước khi triển khai mô hình trên robot thật.
- Hướng dẫn từng bước về hiệu chuẩn và vận hành.
- Có thể nhận được hỗ trợ tích cực trên cả GitHub và kênh Discord chính thức, nơi người dùng chia sẻ tiến trình và nhanh chóng giải quyết các câu hỏi.
- Công cụ thu thập dữ liệu và triển khai các mô hình đã được đào tạo tại chỗ và sử dụng điện toán biên.
- Hỗ trợ các giải pháp phần cứng tiên tiến như máy tính mini NVIDIA reComputer J4012/4021 với Jetson Orin NX 16GB, lý tưởng cho AI nhúng và điện toán biên.
