Trong thời đại công nghệ 4.0, các loại robot đang được phát triển không ngừng và nó đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống của con người đặc biệt là lĩnh vực công nghiệp. Một số ứng dụng tiêu biểu có thể kể đến như các cỗ máy sản xuất trong nhà máy, các loại robot giao hàng hay những loại robot y tế nhằm hỗ trơ trong việc phẫu thuật. Tuy nhiên, để vận hành các loại robot trên thì các kỹ sư cần phát triển một nền tảng phần cứng và phần mềm mạnh mẽ nhằm hỗ trợ chúng trong quá trình hoạt động. Trong đó, NVIDIA Jetson được xem là một giải pháp nổi bật và được ứng dụng rộng rãi trong việc thúc đẩy điều hướng và thao tác tự hành của robot.

Định nghĩa về NVIDIA Jetson

Theo nhà phát triển của NVIDIA, NVIDIA Jetson là nền tảng hàng đầu thế giới dành cho các máy tự động (autonomous machines) và các ứng dụng nhúng có trí tuệ nhân tạo (AI) và học sâu (DL). NVIDIA Jetson là một hệ thống hoàn chỉnh system on module (SOM) và các module này có nhiều sự kết hợp khác nhau về hiệu suất, hiệu suất sử dụng điện và kích thước. Ngày nay, Jetson là một giải pháp có thể đáp ứng đa dạng nhu cầu sử dụng, từ autonomous mobile robots (AMRs) và AI-powered Network Video Recorders (NVRs) đến Automated Optical Inspection (AOI). Trong đó, một số các module Jetson phổ biến có thể nhắc đến như:

• Jetson Nano: Đây là một máy tính nhỏ, mạnh mẽ cho các ứng dụng nhúng và AI IoT mang lại sức mạnh của AI hiện đại. Bắt đầu với JetPack SDK các thư viện được tăng tốc để học sâu, thị giác máy tính, đồ họa, đa phương tiện.
• Jetson Xavier NX: Module này cung cấp tới 21 TOPS để chạy khối lượng công việc AI hiện đại, tiêu thụ ít nhất 10W điện năng và có kích thước nhỏ gọn hơn một chiếc thẻ tín dụng. Nó có thể chạy song song các mạng Neural hiện đại và xử lý dữ liệu từ nhiều cảm biến có độ phân giải cao, mở ra cánh cửa cho các thiết bị máy tính nhúng và Edge 
• Jetson AGX Orin: Đây là một loại máy tính AI mạnh nhất thế giới dành cho các máy tự động tiết kiệm năng lượng. Hiệu suất gấp 8 lần thế hệ trước, 275 TOPS cho Multiple Concurrent AI Inference Pipelines và hỗ trợ giao diện tốc độ cao cho nhiều cảm biến khiến nó trở thành giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng từ sản xuất, logistics đến bán lẻ và chăm sóc sức khỏe.

Nhin chung, tất cả các module Jetson đều sử dụng GPU mạnh mẽ của NVIDIA và đi kèm với các công cụ phần mềm như NVIDIA CUDA, TensorRT, và DeepStream SDK nhằm giúp các nhà phát triển triển khai các ứng dụng AI một cách dễ dàng và hiệu quả.

Vai trò của NVIDIA Jetson trong robot

Bên cạnh các ứng dụng phổ biến trong việc di chuyển, hiện nay các loại robot hiện đại cần phải thực hiện các thao tác phức tạp hơn như gắp, cắt, lắp ráp hay thậm chí là hỗ trợ con người trong các công việc cần sự tỉ mỉ. Do vậy, để các robot thực hiện được các nhiệm vụ trên thì cần phải đòi hỏi khả năng xử lý dữ liệu hình ảnh và điều khiển một cách chính xác. Hiện nay, Jetson có thể hỗ trợ các thuật toán AI để nhận dạng và thao tác với các đối tượng trong các môi trường khác nhau như:

• Nhận dạng đối tượng (Object Recognition): Robot có thể sử dụng camera để nhận dạng các đối tượng cụ thể, phân loại và xác định vị trí chính xác để thao tác với đối tượng đó.
• Điều khiển cánh tay robot (Robot Arm Control): NVIDIA Jetson giúp xử lý dữ liệu từ cảm biến và tính toán các quỹ đạo để điều khiển cánh tay robot trong việc thực hiện các thao tác phức tạp như lắp ráp linh kiện hoặc gắp các vật thể nhỏ.
• Học tăng cường (Reinforcement Learning): Jetson có thể chạy các thuật toán học tăng cường để robot đào tạo cách thực hiện trong các tác vụ mới nhằm cải thiện hiệu suất và độ chính xác theo thời gian.

Ngoài ra, các robot còn được ứng dụng vào lĩnh y tế trong việc phẫu thuật thông qua việc sử dụng NVIDIA Jetson để phân tích hình ảnh y khoa và điều khiển các dụng cụ phẫu thuật với độ chính xác cao nhằm giảm thiểu rủi ro cho bệnh nhân.

Các ưu điểm vượt trội của NVIDIA Jetson

Hiện nay, hệ thống NVIDIA Jetson đang sở hữu nhiều lợi ích khiến chúng trở nên phổ biến trong giới chuyên gia, các nhà phát triển phần mềm hay thậm chí là cả sinh viên. Một số ưu điểm của nó bao gồm:

1. Hiệu năng cao, kích thước nhỏ‍

Các module Jetson được thiết kế tối ưu về kích thước và mức tiêu thụ năng lượng. Do đó, chúng thường phù hợp cho các thiết bị nhỏ gọn và di động như Jetson Nano chỉ có kích thước tương đương một chiếc thẻ tín dụng nhưng vẫn đủ mạnh để chạy các mô hình AI phức tạp.

2. Hỗ trợ phần mềm mạnh mẽ‍

Bên cạnh việc phát triển NVIDIA Jetson, NVIDIA cũng cung cấp một hệ sinh thái phần mềm toàn diện giúp các nhà phát triển dễ dàng xây dựng và triển khai các ứng dụng AI trên robot, bao gồm một số các công cụ như sau:

• NVIDIA JetPack SDK: Đây là bộ công cụ giúp phát triển và triển khai các ứng dụng AI trên Jetson.
• CUDA và TensorRT: Giúp tối ưu hóa hiệu suất xử lý AI và tăng tốc độ suy luận.
• DeepStream SDK: Cộng cụ này dành cho các ứng dụng xử lý video thông minh.

3. Tính mở rộng cao‍

Do NVIDIA Jetson có khả năng mở rộng linh hoạt nên nó có thể đáp ứng các ứng dụng đơn giản đến phức tạp như robot trong giáo dục, xe tự hành,… Ngoài ra, các module Jetson cũng có thể kết nối với nhiều loại cảm biến, camera và các thiết bị ngoại vi khác để tăng cường khả năng của robot.

Kết luận

Nhìn chung, NVIDIA Jetson không chỉ là một nền tảng có phần cứng mạnh mẽ mà nó còn là một công cụ có thể thay đổi  nhiều mặt trong lĩnh vực robot. Bên cạnh đó, Jetson đang mở ra một kỷ nguyên mới trong các ứng dụng robot thông minh nhờ khả năng tăng tốc AI, hỗ trợ điều hướng tự hành và thao tác tự động. Khi công nghệ vẫn đang không ngừng phát triển trong tương lai thì NVIDIA Jetson vẫn sẽ có những đóng góp hơn nữa trong việc xây dựng các hệ thống robot tiên tiến có hiệu suất cao.