Sáng tạo robot vẽ tranh

Với mong muốn ứng dụng nhiều môn học như: xử lý ảnh, vi điều khiển, điện tử số… vào thực tế, đôi bạn Trần Hữu Tân và Nguyễn Trọng Minh thuộc ngành cơ điện tử ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM đã chế tạo một robot vẽ tranh.

Trần Hữu Tân (trái) và Nguyễn Trọng Minh cùng với robot vẽ tranh – Ảnh: Ph.Dương

Chức năng chính của robot là vẽ tranh chân dung. Ngoài ra, robot có thể vẽ một số hình vẽ đơn giản như cây cối, nhà cửa, vẽ chữ. Robot vẽ tranh là một sản phẩm cơ điện tử được tạo ra nhờ sự kết hợp giữa điện tử, cơ khí và lập trình.

Robot gồm mạch điều khiển và mạch công suất, phần cơ khí là cánh tay robot và lập trình xử lý ảnh bằng ngôn ngữ lập trình C .

Cấu trúc cơ khí của robot thuộc loại robot nối tiếp, gồm ba phần: giá đỡ, cánh tay 1, cánh tay 2. Toàn bộ hệ thống sử dụng hai động cơ bước để điều khiển robot và một động cơ RC servo để điều khiển bút vẽ theo cơ cấu đòn bẩy.

Để vẽ được một bức tranh chân dung, đầu tiên bức ảnh sẽ được xử lý trên máy tính bằng phần mềm xử lý ảnh dựa trên ngôn ngữ lập trình C .

Bức ảnh sẽ được xử lý thành nhiều bức ảnh đơn giản khác nhau, rồi được xếp chồng lên nhau để ra được bức ảnh sau cùng. Kế đến, ta sao chép bức ảnh đã được xử lý sang thẻ nhớ và cắm thẻ nhớ vào robot.

Vi điều khiển trên robot sẽ giúp robot đọc được những thông tin về bức ảnh vừa được đưa vào từ thẻ nhớ, rồi điều khiển cánh tay vẽ những chi tiết trên bức ảnh ra giấy. Tùy độ phức tạp của từng bức tranh, sau khoảng hai giờ robot sẽ vẽ xong một bức tranh.

Nhận xét về những ưu điểm và hạn chế của robot vẽ ở thời điểm hiện tại, Nguyễn Trọng Minh cho hay: “Robot vẽ của nhóm mình thực hiện được một bức tranh chân dung khá hoàn thiện, đẹp mắt.

Thiết kế cơ khí, điều khiển robot đơn giản. Tuy vậy, robot vẽ tranh cũng còn gặp phải một số hạn chế về phương pháp vẽ, nét vẽ còn chưa đều, tốc độ vẽ chậm, xảy ra hiện tượng trượt bước khi chạy ở tốc độ cao, chưa giải quyết được vấn đề lực của bút vẽ và độ mòn của bút khi sử dụng bút chì”.

Trong quá trình hoàn thành robot, đôi bạn cho hay công việc khó nhất và đầu tư nhiều nhất là phần lập trình xử lý ảnh. Với một bức ảnh chân dung thông thường phải lập trình để chuyển bức ảnh thành một bức tranh chân dung, làm rõ các chi tiết trên khuôn mặt, điều chỉnh sáng tối sao cho bức tranh vẽ ra hài hòa và đẹp nhất. Sau cùng, cả hai phải tối ưu hóa bức tranh làm sao để robot hiểu được và thực hiện vẽ lại.

“Chúng tôi đang tìm cho robot vẽ tranh một ứng dụng mang tính thực tế cao hơn, chứ không chỉ dừng lại ở mục đích giải trí như hiện tại” – Trần Hữu Tân chia sẻ thêm về robot.

Theo TTO