Với sự trợ giúp của robot, con người có thể dễ dàng thực hiện các công việc phức tạp một cách chính xác. Chính vì thế, nhiều công ty đang tỏ ra quan tâm và đầu tư vào robot. Trong khi robot thường được sử dụng trong các môi trường có cấu trúc, với các đầu vào và đầu ra đã biết và được quy định, robot công nghiệp đang trên đà phát triển trong những năm gần đây. Nhiều người cũng đang quan tâm đến lập trình robot và những ai có kinh nghiệm lập trình đều muốn tận dụng lợi thế của mình. Nhu cầu lập trình viên robot được dự đoán sẽ tăng lên đáng kể trong phần còn lại của thập kỷ.

I. Lập trình robot là gì?

Lập trình robot đề cập đến quá trình phát triển một sơ đồ điều khiển về cách một máy tương tác với môi trường và đạt được mục tiêu. Nó thường yêu cầu kiến thức cơ bản về toán học và ngôn ngữ lập trình. Ví dụ, Python là một trong những ngôn ngữ lập trình robot phổ biến nhất hiện nay.

Bên cạnh việc phát triển học máy, Python cũng có thể được sử dụng để tạo các gói Hệ điều hành Robot. Trước khi khám phá các ngôn ngữ lập trình khác, chúng ta hãy xem qua các phần mềm được sử dụng để lập trình robot.

II. Phần mềm nào được sử dụng để lập trình robot?

1. Hệ điều hành robot (ROS).

Hệ điều hành Robot là một phần mềm trung gian - một tập hợp các khung phần mềm để phát triển phần mềm robot. Mặc dù nó không phải là một hệ điều hành, nhưng ROS cung cấp các dịch vụ được thiết kế cho một cụm máy tính không đồng nhất.

Bao gồm:

• Trừu tượng phần cứng
• Kiểm soát thiết bị cấp thấp
• Thực hiện chức năng thường được sử dụng
• Truyền thông điệp giữa các quy trình
• Quản lý gói

2. Phần mềm điều khiển robot.

Như bạn có thể đã đoán, phần mềm điều khiển robot là một chương trình để điều khiển robot. Đó là tập hợp các lệnh được mã hóa để cho máy biết những tác vụ nào cần thực hiện một cách tự chủ.

Một số tác vụ hàng ngày mà phần mềm điều khiển robot bao gồm vòng lặp phản hồi, lọc dữ liệu, vị trí và chia sẻ dữ liệu.

Phần mềm robot có bản chất độc quyền cao. Do đó, các nhà sản xuất phần cứng robot thường phải cung cấp phần mềm của riêng họ để hoạt động với máy.

III. Tự học lập trình robot như thế nào?

Từ hơn 1.500 ngôn ngữ lập trình trên thế giới, chỉ có 10 ngôn ngữ là phổ biến trong lĩnh vực robot bao gồm Pascal, Scratch, Industrial Robot Language, LISP và Prolog. Ngoài ra còn có C / C ++, Python, JAVA, C # /.NET, MATLAB và Ngôn ngữ mô tả phần cứng.

Dưới đây là bảng phân tích các ngôn ngữ lập trình robot theo thứ tự hữu ích.

1. Pascal.

Pascal là một ngôn ngữ cơ bản - theo nghĩa đen là dựa trên ngôn ngữ BASIC - được thiết kế để khuyến khích thực hành lập trình tốt. Đó là bởi vì nó sử dụng lập trình có cấu trúc và cấu trúc dữ liệu.

Ngôn ngữ lập trình này cũng là cơ sở cho một số ngôn ngữ robot công nghiệp. Vì lý do này, đó là một điểm khởi đầu tuyệt vời cho những cá nhân muốn lập trình robot công nghiệp.

Mặc dù Pascal có thể đã quá lỗi thời để sử dụng hàng ngày, nhưng nó có thể giúp bạn làm quen với các ngôn ngữ robot công nghiệp khác. Bằng cách đó, bạn có thể khám phá các thương hiệu robot khác nhau.

2. Scratch.

Ngôn ngữ lập trình trực quan về cơ bản liên quan đến việc kéo và kết nối các khối.

Do đó, nó lý tưởng cho các lập trình viên mới. Hơn nữa, Scratch là ngôn ngữ được lựa chọn trong hầu hết các câu lạc bộ người máy và các lớp học công nghệ của trường.

Hầu hết các nhà chế tạo robot có kinh nghiệm không có khả năng viết bất kỳ robot công nghiệp nào trong Scratch. Tuy nhiên, ngôn ngữ này cung cấp một cách hữu ích cho người mới bắt đầu làm quen với robot.

3. Ngôn ngữ robot công nghiệp.

Ngày nay, hầu hết mọi robot đều có ngôn ngữ lập trình độc quyền của nó. Đó đã là một vấn đề lâu đời trong lĩnh vực chế tạo người máy công nghiệp. Vì vậy, người dùng phải học một ngôn ngữ mới mỗi khi họ sử dụng một thương hiệu robot mới.

Ví dụ, robot Fanuc sử dụng Karel, Yaskawa sử dụng INFORM, Kuka có KRL (Kuka Robot Language) và ABB có ngôn ngữ lập trình RAPID. 

Một số khung lập trình có mục đích chung - chẳng hạn như ROS Industrial - đang bắt đầu cung cấp các tùy chọn tiêu chuẩn hóa. Tuy nhiên, các kỹ thuật viên vẫn có khả năng sử dụng ngôn ngữ độc quyền.

4. LISP và Prolog.

Lĩnh vực trí tuệ nhân tạo đã trở nên phổ biến hơn trong thời gian gần đây. Do đó, các ngôn ngữ lập trình AI khác nhau hiện đang được chú ý nhiều hơn bao giờ hết. LISP và Prolog là hai trong số những ngôn ngữ như vậy.

LISP là một trong những ngôn ngữ lập trình sớm nhất. Kết quả là, nó đã đi tiên phong trong nhiều ý tưởng trong khoa học máy tính, chẳng hạn như quản lý lưu trữ tự động, điều kiện, đệ quy và các chức năng bậc cao.

Trong khi đó, Prolog là một trong những ngôn ngữ lập trình logic đầu tiên. Bên cạnh việc chứng minh hữu ích cho quá trình xử lý ngôn ngữ tự nhiên, Prolog cũng được sử dụng để chứng minh định lý, hệ thống chuyên gia và lập kế hoạch tự động.

5. Ngôn ngữ mô tả phần cứng.

Các kỹ sư tạo ra thiết bị điện tử cấp thấp cho robot sử dụng Ngôn ngữ mô tả phần cứng để mô tả nguyên mẫu của chúng.

Nhờ HDL, các lập trình viên có thể nhanh chóng mô tả một mạch bằng cách sử dụng các từ và ký hiệu. Phần mềm phát triển sau đó có thể chuyển đổi mô tả văn bản đó thành dữ liệu cấu hình để thực hiện.

Ngôn ngữ Mô tả Phần cứng phổ biến nhất là Verilog và VHDL. Chúng được sử dụng rộng rãi để lập trình Mảng cổng lập trình trường (FPGA).

6. MATLAB.

Các kỹ sư robot dựa vào MATLAB để phân tích dữ liệu và phát triển hệ thống điều khiển. Ngoài xử lý dữ liệu, một số khóa học đại học cũng sử dụng ngôn ngữ lập trình này cho mục đích nghiên cứu.

Tuy nhiên, các kỹ sư chế tạo người máy sử dụng MATLAB và Simulink để thiết kế cho nhiều mục đích khác nhau. Bao gồm các:

• Các thuật toán điều chỉnh
• Mô hình các hệ thống trong thế giới thực
• Tự động tạo mã

Hơn nữa, chúng thực hiện các chức năng này từ một môi trường phần mềm.

7. C # /.NET.

C # là ngôn ngữ lập trình độc quyền của Microsoft. Đây là ngôn ngữ chính của Microsoft Robotics Developer Studio - một môi trường dựa trên Windows để điều khiển và mô phỏng robot.

Như vậy, các nhà nghiên cứu muốn sử dụng hệ thống phải học C #. Bên cạnh đó, ngôn ngữ lập trình cũng là nền tảng cho một số công cụ thực tế ảo phổ biến như Unity.

Như đã nói, C # có thể không phải là ngôn ngữ lập trình đơn giản nhất để học. Cân nhắc bắt đầu với C / C ++.

8. JAVA.

Java là một ngôn ngữ lập trình dựa trên lớp, hướng đối tượng, mục đích chung. Nó được thiết kế để cho phép các nhà phát triển ứng dụng viết một lần và chạy ở mọi nơi (WORA).

Nói cách khác, mã JAVA có thể chạy trên bất kỳ nền tảng nào hỗ trợ JAVA mà không cần biên dịch lại. Do đó, có thể sử dụng cùng một mã trên các máy khác nhau.

JAVA khá hữu ích là một số khía cạnh của người máy. Ví dụ: nó là một trong những ngôn ngữ cốt lõi của AI hiện đại như AlphaGo và IBM’s Watson.

9. Python.

Python là một trong những ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất, nhờ lĩnh vực máy học đang phát triển nhanh chóng. Trên thực tế, IEEE Spectrum đã mô tả nó là ngôn ngữ lập trình hàng đầu vào năm 2019.

Ưu điểm đáng kể của ngôn ngữ lập trình này là dễ sử dụng. Với Python, những thứ tốn thời gian trong lập trình - chẳng hạn như xác định và ép kiểu biến - trở nên không cần thiết.

Bên cạnh đó, một số lượng lớn các thư viện miễn phí có sẵn cho Python. Do đó, các lập trình viên sẽ không phải “phát minh lại bánh xe” để triển khai một số chức năng cơ bản.

Python hữu ích trong lĩnh vực robot vì nó là một trong những ngôn ngữ lập trình chính trong ROS (bên cạnh C ++). Tuy nhiên, nó có thể trở nên phổ biến hơn nữa khi nhiều thiết bị điện tử thân thiện với robot hơn hỗ trợ ngôn ngữ này theo mặc định.

10. C / C ++.

C và C ++ là ngôn ngữ lập trình số một trong lĩnh vực robot, và vì những lý do hiển nhiên.

Một số thư viện phần cứng trong robot sử dụng C hoặc C ++. Bên cạnh đó, các thư viện này cho phép tương tác với phần cứng cấp thấp. Ngoài ra, chúng cũng hỗ trợ hiệu suất thời gian thực.

Ngày nay, C ++ được cho là hữu ích hơn trong lĩnh vực robot so với C. Tuy nhiên, ngôn ngữ thứ hai vẫn là một trong những ngôn ngữ lập trình tiết kiệm năng lượng nhất hiện có.

Lưu ý rằng C / C ++ không dễ sử dụng như Python hoặc MATLAB. Không chỉ mất nhiều thời gian hơn để triển khai cùng một chức năng bằng cách sử dụng C, mà còn yêu cầu nhiều dòng mã hơn.

Tuy nhiên, robot chủ yếu dựa vào hiệu suất thời gian thực. Do đó, C và C ++ là những thứ gần nhất với một ngôn ngữ tiêu chuẩn để lập trình robot.

IV. Bạn nên học ngôn ngữ lập trình nào?

Dựa trên bài đăng này, bạn có thể kết luận rằng học Python hoặc C / C ++ nên là bước đầu tiên. Mặc dù kết luận này có thể chính xác, nhưng câu trả lời không hề đơn giản.

Câu trả lời chính xác là bạn nên học loại ngôn ngữ lập trình nào phù hợp nhất với bạn. Trong thời gian đầu, bạn chỉ nên tập trung vào việc phát triển các phương pháp lập trình có thể chấp nhận được. Mặc dù điều này có thể liên quan đến việc học nhiều ngôn ngữ, bạn chỉ phải chọn một ngôn ngữ mà bạn cảm thấy tự nhiên.

Ngôn ngữ đó sẽ cho phép bạn phát triển các chương trình một cách nhanh chóng và dễ dàng. Tuy nhiên, nó cũng phải phù hợp với phần cứng robot của bạn.

Hầu hết mọi người thường chọn Python để lập trình robot. Nó dễ học và mạnh mẽ - nhờ vào các thư viện lớn. Sau Python, bạn có thể muốn học C và C ++ để giao tiếp với các trình điều khiển phần cứng robot.

Với các thông tin mà Uniduc vừa chia sẻ, chúng tôi hy vọng bạn đã nắm rõ về lập trình robot. Nếu bạn đang muốn học lập trình thì đây là nội dung không nên bỏ lỡ. Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ trực tiếp đến hotline hoặc gửi về địa chỉ email của Uniduc.

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !

Hotline / Zalo: 0903 666 014

Website: https://uniduc.com/vi

-------------////--------------------------------------------////------------

HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.