Xe robot thông minh
Học phần 4: Khám phá cảm biến tương tác và thuật toán phản xạ
Triết lý học phần
"Robot biết phản ứng trước môi trường."
Từ 7 tuổi
WhalesBot AI Module 1S
12 buổi × 90 phút
2–3 học sinh/bộ kit
Hoàn thành HP3
Học sinh đã hoàn thành HP3 (Xe robot đầu tiên), nắm vững cấu trúc truyền động cơ bản.
Muốn tìm hiểu cơ chế nhận biết môi trường qua cảm biến chạm và cảm biến hồng ngoại.
Phát triển thuật toán phản xạ: phát hiện va chạm, tránh chướng ngại vật, chống rơi mép bàn và dừng theo vạch.
Hình thành tư duy logic lập trình có điều kiện (If-Else, vòng lặp, biến đếm, bộ đếm thời gian).
Trọng tâm cảm biến & thuật toán HP4
Cảm biến chạm & Cảm biến hồng ngoại
Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của cảm biến chạm (Touch sensor) và cảm biến hồng ngoại (Infrared sensor) để nhận biết bề mặt và tiếp xúc cơ học.
Phát hiện va chạm & Đẩy vật cản thụ động
Thiết kế cơ cấu gạt/đẩy thụ động (Passive pushing) và xây dựng phản xạ cơ bản khi nhận diện va chạm (Collision detection).
Tránh chướng ngại vật & Cấu trúc If-Else
Ứng dụng cảm biến hồng ngoại để phát hiện vật cản từ xa (Obstacle avoidance) kết hợp rẽ nhánh điều kiện If-Else để chủ động chuyển hướng.
Dừng theo vạch & Chống rơi vực
Hiệu chỉnh ngưỡng hồng ngoại mặt sàn để nhận diện vạch đen (Line stopping) và xây dựng thuật toán an toàn chống rơi vực (Anti-fall) tại mép bàn.
Đếm vạch kẻ, Vòng lặp & Bộ đếm
Tích hợp vòng lặp tuần hoàn (Loops) và biến đếm (Counters) nhằm thực hiện nhiệm vụ đếm số vạch (Counting lines) và định vị không gian.
Giá trị ngẫu nhiên, Timer & Dự án tổng hợp
Ứng dụng bộ đếm thời gian (Timer) và sinh giá trị ngẫu nhiên (Random) cho hành vi tự hành phản xạ, tổng kết báo cáo sản phẩm.
Phương pháp học tập chuẩn mực
Mô hình 4 bước xuyên suốt giúp học sinh chuyển hóa quan sát thực tế thành mô hình phần cứng và dòng lệnh điều khiển.
Quan sát tình huống thực tế, phân tích vấn đề va chạm và xác định phản xạ cần có cho robot.
Lắp ráp phần cứng xe robot, tối ưu vị trí cảm biến chạm, cảm biến hồng ngoại và cơ cấu đẩy thụ động.
Xây dựng thuật toán logic If-Else, bộ đếm, vòng lặp và xử lý tín hiệu phản hồi từ cảm biến theo thời gian thực.
Thử nghiệm trên sa bàn thực tế, tinh chỉnh thông số cảm biến và tự tin thuyết trình giải pháp kỹ thuật.
* Đây là chi phí thiết bị tham khảo (không phải học phí khóa học).
2 học sinh / bộ kit (Lý tưởng)
Mô hình khuyến nghị tối ưu nhất: 1 học sinh phụ trách kỹ thuật lắp ráp & cân chỉnh cơ cấu, 1 học sinh phụ trách thuật toán & nạp chương trình.
3 học sinh / bộ kit (Tối ưu chi phí)
Phương án luân phiên vai trò (Lắp ráp – Lập trình – Thử nghiệm sa bàn), đảm bảo mọi học sinh đều làm chủ trọn vẹn kỹ năng thực hành.
Schoolyard Cleaning Robot
Autonomous City
Sau khi làm chủ các phản xạ va chạm và an toàn cơ bản ở HP4, học sinh tiến bước vào không gian giao thông thông minh với sa bàn đa tác vụ, nhận diện đèn tín hiệu và trạm tự hành.