Lập trình robot thi đấu đòi hỏi tư duy phân tích, khả năng thiết kế cơ cấu chính xác và kỹ năng viết code để robot xử lý tình huống trên sa bàn thực tế. Nghe có vẻ là một thử thách lớn, đặc biệt với một cậu bé mới 9 tuổi.
Nhưng Tekid Nguyễn Anh Minh đã làm được. Với dự án lập trình robot LEGO Mindstorms chinh phục sa bàn WRO, Minh không chỉ tạo ra một cỗ máy hoàn chỉnh, mà còn thể hiện rõ tư duy hệ thống và khả năng biến những bài toán phức tạp thành giải pháp thông minh, có tính ứng dụng cao.
Hình ảnh Robot giải sa bàn WRO
Lập trình Robot – Bệ phóng cho tư duy kỹ thuật và ứng dụng thực tế
Giáo dục công nghệ tại Teky hướng đến mục tiêu tạo ra những nhà sáng tạo trẻ, có khả năng giải quyết vấn đề bằng công nghệ. Khi học lập trình robot, trẻ không chỉ học cách lắp ráp hay viết code, mà còn được rèn luyện tư duy logic và tư duy kỹ thuật.
Một trong những thử thách tiêu biểu là World Robot Olympiad (WRO) – cuộc thi Robotics chuẩn quốc tế, yêu cầu robot phải hoạt động hoàn toàn tự động và chính xác.
Dự án Robot giải sa bàn WRO của Tekid Anh Minh sử dụng bộ linh kiện LEGO Mindstorms – nền tảng Robotics chuyên nghiệp. Robot được thiết kế để:
-
Di chuyển theo đường trên sa bàn
-
Nhận dạng vật thể qua màu sắc và hình dạng
-
Gắp và đặt các mô-đun theo yêu cầu
-
Hoàn thành nhiệm vụ trong thời gian ngắn nhất
Đây là một bài toán kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi học viên phải vận dụng đồng thời nhiều loại tư duy:
-
Tư duy cấu trúc: Xây dựng code logic, rõ ràng và dễ tối ưu
-
Tư duy kỹ thuật: Kết hợp kiến thức cơ khí và điện tử để robot vận hành ổn định
-
Biến ý tưởng thành sản phẩm: Làm chủ công nghệ để tạo ra một robot tự động hóa thực thụ
Thiết kế thông minh: Cơ cấu Robot đa năng của kỹ sư nhí
Công việc của một kỹ sư không phải là lắp ráp ngẫu nhiên, mà là phân tích nhiệm vụ và đưa ra giải pháp cơ cấu robot tối ưu cho từng vấn đề cụ thể.
Tối ưu hóa cơ cấu phần cứng
Sau khi phân tích sa bàn WRO cùng giáo viên, Anh Minh đã thể hiện tư duy tối ưu hóa rất tốt. Thay vì thiết kế nhiều tay gắp cho từng loại vật phẩm, Minh lựa chọn xây dựng một cơ cấu gắp đa năng.
Cơ cấu này có thể thực hiện nhiều hành động như gắp, nâng và xoay, với các vật phẩm có kích thước và hình dạng khác nhau.
Giải pháp này mang lại hiệu quả kỹ thuật rõ rệt:
-
Robot nhẹ hơn và di chuyển nhanh hơn
-
Giảm số lượng động cơ cần điều khiển
-
Đơn giản hóa quá trình lập trình
Lập trình Robot theo quy trình kỹ thuật
Minh sử dụng lập trình trực quan dạng khối (Block-based) để chuyển hóa giải pháp cơ cấu thành ngôn ngữ máy.
Toàn bộ dự án được triển khai theo một quy trình kỹ thuật rõ ràng:
Phân tích nhiệm vụ → Thiết kế cơ cấu → Viết code → Chạy thử và tối ưu
Trong quá trình lập trình, Minh xây dựng các đoạn code điều khiển robot bằng:
-
Cảm biến màu sắc để nhận dạng mục tiêu
-
Cảm biến siêu âm để căn khoảng cách và tránh sai lệch
Nhờ đó, robot có thể di chuyển chính xác và hoàn thành nhiệm vụ trên sa bàn.
Xử lý sai số và đảm bảo tính ổn định mã Code
Lập trình robot thi đấu không tránh khỏi lỗi. Đây cũng là giai đoạn giúp Minh học được nhiều nhất về sự kiên trì và tư duy kỹ sư.
Thử thách 1: Sai số khi di chuyển
Ở những lần chạy thử đầu tiên, robot thường bị lệch khỏi đường kẻ. Minh đã học cách hiệu chỉnh tốc độ từng động cơ và lập trình robot tự điều chỉnh dựa trên dữ liệu cảm biến, thay vì chạy theo thời gian cố định. Kết quả là robot di chuyển ổn định và chính xác hơn.
Thử thách 2: Xử lý dữ liệu cảm biến
Điều kiện ánh sáng khác nhau khiến việc nhận dạng màu sắc trở nên khó khăn. Minh được hướng dẫn kết hợp dữ liệu từ nhiều cảm biến và xử lý logic phức tạp hơn, giúp robot đưa ra quyết định đúng khi gắp hoặc đặt vật phẩm.
Qua hàng chục lần thử nghiệm và tối ưu, mã code của Minh đạt độ ổn định cao, sẵn sàng cho các bài toán Robotics nâng cao.
Đánh giá chuyên môn về tư duy lập trình cấu trúc từ giáo viên
Dự án robot giải sa bàn WRO của Anh Minh được thầy Phạm Hữu Khánh – giáo viên Teky – đánh giá cao về mặt chuyên môn.
Theo thầy, dự án nổi bật ở hai điểm chính:
-
Mã lập trình có cấu trúc rõ ràng: Minh biết chia code thành các chương trình con riêng biệt, tách phần điều khiển di chuyển và phần xử lý gắp – đặt. Đây là nền tảng quan trọng của lập trình cấu trúc.
-
Robot vận hành ổn định: Robot có thể hoàn thành chuỗi nhiệm vụ phức tạp một cách lặp lại và chính xác, không cần can thiệp thủ công – tiêu chí quan trọng trong thi đấu Robotics.
Trong quá trình thực hiện, giáo viên hỗ trợ định hướng ban đầu, nhưng toàn bộ phần code do chính Minh tự viết và tối ưu.
Thầy giáo Phạm Hữu Khánh đánh giá cao sản phẩm của Anh Minh
Học lập trình Robot – Kiến tạo tương lai cho trẻ
Ở tuổi 9, Nguyễn Anh Minh đã hoàn thành dự án robot giải sa bàn WRO với tư duy và sự tự tin của một kỹ sư nhí thực thụ. Câu chuyện của Minh cho thấy, trẻ em hoàn toàn có thể biến những thử thách phức tạp thành giải pháp cụ thể thông qua lập trình robot.
Teky tin rằng, học lập trình robot không chỉ giúp trẻ học công nghệ, mà còn rèn luyện khả năng giải quyết vấn đề, tư duy chính xác và sẵn sàng trở thành người tạo ra công nghệ trong tương lai.
Hãy để Teky Hoàn Kiếm đồng hành cùng con trên hành trình chinh phục công nghệ và kiến tạo tương lai vững chắc.
