Nghiên cứu tối ưu giải thuật điều khiển đa hướng cho Robot y tá chăm sóc bệnh nhân
Published online: 23/04/2026
Email tác giả liên hệ:
ltlong@hcmut.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.2026.2018Từ khóa:
Robot y tá, Làm mượt vận tốc, Điều hướng tự động, Môi trường bệnh viện, Robot dịch vụTóm tắt
Nghiên cứu này tập trung giải quyết vấn đề mất ổn định trong định vị và điều hướng khi robot dịch vụ vận hành ở tốc độ cao tại môi trường bệnh viện. Khi vận tốc thay đổi đột ngột, các rung động cơ học thường gây méo dữ liệu từ cảm biến quét laser, dẫn đến sai lệch nghiêm trọng trong quá trình ghép nối bản đồ và định vị. Để khắc phục, bài báo đề xuất phương pháp tích hợp bộ lọc thông thấp bậc nhất vào chuỗi điều khiển nhằm làm mượt tín hiệu vận tốc tuyến tính và vận tốc góc trước khi gửi xuống bộ dẫn động. Phương pháp được kiểm chứng thực nghiệm trên robot y tá dẫn động vi sai trong kịch bản hành lang tiêu chuẩn với các mức tốc độ tăng dần. Kết quả cho thấy giải pháp đề xuất cải thiện vượt trội độ tin cậy của hệ thống, đặc biệt tại vận tốc 0,9 mét trên giây. Cụ thể, tỷ lệ hoàn thành nhiệm vụ tăng từ 60% lên 92%, trong khi tỷ lệ thất bại trong so khớp dữ liệu quét giảm mạnh từ 40% xuống còn 8%. Những số liệu này chứng minh rằng việc triệt tiêu thành phần tần số cao trong lệnh điều khiển giúp tăng độ chồng phủ dữ liệu quét, qua đó ổn định quá trình định vị. Giải pháp này mang lại hiệu quả thực tiễn cao với chi phí tính toán thấp, phù hợp để triển khai rộng rãi trên các nền tảng robot y tế tự hành.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
I. Mehta, H. Y. Hsueh, S. Taghipour, W. Li, and S. Saeedi, “UV disinfection robots: A review,” Robot. Auton. Syst., vol. 161, art. no. 104332, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.robot.2022.104332
C. Rondoni, F. S. D. Luzio, C. Tamantini, N. L. Tagliamonte, M. Chiurazzi, G. Ciuti, and L. Zollo, “Navigation benchmarking for autonomous mobile robots in hospital environment,” Sci. Rep., vol. 14, art. no. 18334, 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-69040-z
G. P. Huang, A. I. Mourikis, and S. I. Roumeliotis, “Observability-based rules for designing consistent EKF-SLAM estimators,” Int. J. Robot. Res., vol. 29, no. 5, pp. 502–528, 2010. DOI: https://doi.org/10.1177/0278364909353640
S. Thrun, M. Montemerlo, D. Koller, B. Wegbreit, J. Nieto, and E. Nebot, “FastSLAM: An efficient solution to the simultaneous localization and mapping problem with unknown data association,” J. Mach. Learn. Res., vol. 4, pp. 1199–1224, 2003.
M. Kaess, H. Johannsson, R. Roberts, V. Ila, J. J. Leonard, and F. Dellaert, “iSAM2: Incremental smoothing and mapping using the Bayes tree,” Int. J. Robot. Res., vol. 31, no. 2, pp. 216–235, 2012. DOI: https://doi.org/10.1177/0278364911430419
L. Carlone, G. C. Calafiore, C. Tommolillo, and F. Dellaert, “Planar pose graph optimization: Duality, optimal solutions, and verification,” IEEE Trans. Robot., vol. 32, no. 3, pp. 545–565, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/TRO.2016.2544304
C. Sprunk, B. Lau, and W. Burgard, “An accurate and efficient navigation system for omnidirectional robots in industrial environments,” Auton. Robots, vol. 41, no. 2, pp. 473–493, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/s10514-016-9557-1
K. Burnett, A. P. Schoellig, and T. D. Barfoot, “Do we need to compensate for motion distortion and Doppler effects in spinning radar navigation?,” IEEE Robot. Autom. Lett., vol. 6, no. 2, pp. 771–778, 2021. DOI: https://doi.org/10.1109/LRA.2021.3052439
G. K. Nghiem, T. L. Le, T. C. Phung, and Q. H. Dinh, “A study on the optimal control strategy using sliding mode controller for Mecanum-wheeled omnidirectional mobile robot,” Measurement, vol. 255, art. no. 118113, 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2025.118113
Y. Zheng, J. Zheng, K. Shao, H. Zhao, H. Xie, and H. Wang, “Adaptive trajectory tracking control for nonholonomic wheeled mobile robots: A barrier function sliding mode approach,” IEEE/CAA J. Autom. Sinica, vol. 11, pp. 1007–1021, 2024. DOI: https://doi.org/10.1109/JAS.2023.124002
S. Vera, L. Chuquimarca, and D. Plaza, “Kalman filter applied to a differential robot,” in Proc. Int. Conf. Circuits, Power and Intelligent Systems (CCPIS), 2023, pp. 1–6. DOI: https://doi.org/10.1109/CCPIS59145.2023.10291441
P. Tang, M. Cui, L. Zhou, S. Chen, R. Wen, and W. Liu, “PSO-based optimal tracking control of mobile robots with unknown wheel slipping,” Electronics, vol. 14, art. no. 3427, 2025. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics14173427
V. T. Ha, T. T. Thuong, N. T. Thanh, and V. Q. Vinh, “Research on some control algorithms to compensate for the negative effects of model uncertainty parameters, external interference, and wheeled slip for mobile robot,” Actuators, vol. 13, art. no. 31, 2024. DOI: https://doi.org/10.3390/act13010031
H. D. Whyte and T. Bailey, “Simultaneous localization and mapping: Part I,” IEEE Robot. Autom. Mag., vol. 13, no. 2, pp. 99–110, 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/MRA.2006.1638022
C. Cadena, L. Carlone, H. Carrillo, Y. Latif, D. Scaramuzza, J. Neira, I. Reid, and J. J. Leonard, “Past, present, and future of simultaneous localization and mapping: Toward the robust-perception age,” IEEE Trans. Robot., vol. 32, no. 6, pp. 1309–1332, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/TRO.2016.2624754
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2026 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDeri Phái sinh 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
