Robot chạy hoàn hảo trong phòng lab rồi ra toà nhà thật là hỏng — đây là kịch bản quen thuộc, và nguyên nhân rất thường là mạng chứ không phải robot.
Robot dùng mạng để làm gì
Nhận nhiệm vụ và báo trạng thái. Lưu lượng nhỏ nhưng cần liên tục.
Xử lý ngôn ngữ và nhận thức trên máy chủ. Lưu lượng lớn và nhạy với độ trễ.
Truyền video cho giám sát từ xa. Lưu lượng rất lớn.
Điều phối giữa các robot. Nhỏ nhưng nhạy với độ trễ.
Cập nhật phần mềm. Lớn nhưng không gấp.
Ghi nhật ký lên máy chủ. Trung bình, có thể đệm lại khi mất mạng.
Điểm quan trọng. Các loại lưu lượng này có yêu cầu rất khác nhau. Thiết kế nên phân biệt cái gì bắt buộc phải có mạng và cái gì có thể chờ, vì mạng sẽ có lúc không ổn định.
Vấn đề mạng trong toà nhà thật
Vùng sóng yếu. Góc xa, cầu thang, tầng hầm, kho. Những nơi ít người dùng nên ít ai để ý là sóng kém, nhưng robot vẫn phải đi qua.
Chuyển vùng giữa các bộ phát. Robot di chuyển liên tục nên phải chuyển từ bộ phát này sang bộ phát khác. Quá trình này mất từ vài chục mili giây tới vài giây tuỳ thiết bị và cấu hình.
Vì sao chuyển vùng gây vấn đề. Trong lúc chuyển, kết nối gián đoạn. Nếu robot đang phụ thuộc máy chủ để nhận thức thì nó mù trong khoảng đó.
Nhiễu. Nhiều thiết bị dùng chung băng tần. Lò vi sóng, thiết bị khác, mạng của toà nhà bên cạnh.
Vật cản. Tường bê tông, cửa kim loại, thang máy. Thang máy gần như luôn là vùng chết.
Mạng bận vào giờ cao điểm. Robot chia sẻ mạng với người dùng. Giờ đông thì băng thông cho robot giảm đúng lúc robot bận nhất.
Chính sách bảo mật. Mạng doanh nghiệp có xác thực và quy tắc chặn. Robot có thể bị chặn mà không ai biết vì sao.
Khảo sát và cải thiện
Khảo sát sóng trước khi triển khai. Đi khắp tuyến đường robot với thiết bị đo, ghi cường độ tín hiệu và chất lượng. Bước này rẻ và tiết kiệm rất nhiều rắc rối.
Đo bằng chính robot. Tốt hơn đo bằng điện thoại, vì ăng ten robot đặt thấp và bị chính thân robot che.
Ghi lại chất lượng mạng cùng vị trí. Xây bản đồ sóng. Cho phép robot biết chỗ nào sắp mất mạng và chuẩn bị trước.
Bổ sung bộ phát ở vùng yếu. Rẻ hơn nhiều so với xử lý hậu quả của mất kết nối.
Cấu hình chuyển vùng nhanh. Nhiều hệ thống mạng doanh nghiệp hỗ trợ chuẩn giúp chuyển vùng nhanh hơn. Cần bật và cần thiết bị của robot hỗ trợ.
Mạng riêng cho robot. Tách khỏi mạng người dùng. Tránh cạnh tranh băng thông và tránh chính sách bảo mật gây rắc rối.
Vị trí ăng ten trên robot. Càng cao càng tốt, tránh bị kim loại che. Đây là chi tiết thiết kế có tác động lớn và hay bị bỏ qua.
Thiết kế chịu được mất mạng
Nguyên tắc quan trọng nhất trong phần này.
Giả định mạng sẽ mất. Không phải nếu mà là khi nào. Thiết kế theo giả định đó.
Chức năng cốt lõi phải chạy cục bộ. Điều hướng, tránh vật cản, dừng an toàn. Không bao giờ phụ thuộc mạng.
Đệm dữ liệu gửi đi. Nhật ký và báo cáo trạng thái lưu lại khi mất mạng, gửi sau khi kết nối lại.
Chức năng suy giảm êm. Mất mạng thì robot chuyển sang chế độ hạn chế nhưng vẫn hữu ích — hiển thị thông tin có sẵn, hoàn thành nhiệm vụ đang làm.
Cho người dùng biết. Nếu robot không trả lời được vì mất mạng thì nói vậy, đừng im lặng.
Tiếp tục nhiệm vụ hay dừng. Quyết định theo loại nhiệm vụ. Đang giao đồ ăn thì nên hoàn thành; đang chờ chỉ dẫn thì nên dừng an toàn.
Kết nối lại tự động. Và khi kết nối lại thì đồng bộ trạng thái với máy chủ, xử lý trường hợp máy chủ đã có thông tin khác.
Kiểm thử bằng cách ngắt mạng thật. Trong quá trình phát triển, tắt mạng ngẫu nhiên và xem robot hành xử thế nào. Đây là bài kiểm tra ít ai làm và luôn phát hiện ra vấn đề.
Bảo mật kết nối
Robot là thiết bị mạng. Có địa chỉ, có dịch vụ đang chạy, và có thể bị truy cập trái phép.
Rủi ro cụ thể. Điều khiển robot từ xa trái phép. Đọc dữ liệu camera. Dùng robot làm bàn đạp vào mạng nội bộ.
Biện pháp cơ bản. Đổi mật khẩu mặc định. Tắt dịch vụ không dùng. Mã hoá kết nối. Xác thực cho mọi lệnh điều khiển.
Tách mạng. Robot trong phân đoạn mạng riêng, chỉ cho phép giao tiếp với những máy chủ cần thiết.
Cập nhật bảo mật. Hệ điều hành và thư viện trên robot cần được vá. Robot triển khai rồi không ai cập nhật là rủi ro tích luỹ.
Dữ liệu camera. Nếu truyền qua mạng thì phải mã hoá. Hình ảnh người trong cơ sở là dữ liệu nhạy cảm.
Nhật ký truy cập. Ghi lại ai kết nối vào robot và làm gì. Cần khi có sự cố.
Và cân bằng. Bảo mật quá chặt làm việc bảo trì khó, và người ta sẽ tìm cách lách. Thiết kế sao cho việc hợp lệ dễ làm và việc không hợp lệ khó làm.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao chuyển vùng giữa các bộ phát gây vấn đề cho robot?
Vì trong lúc chuyển, kết nối gián đoạn từ vài chục mili giây tới vài giây. Nếu robot phụ thuộc máy chủ để nhận thức thì nó mù trong khoảng đó.
Nên khảo sát sóng bằng gì?
Bằng chính robot, không phải điện thoại — vì ăng ten robot đặt thấp và bị chính thân robot che, nên số đo bằng điện thoại lạc quan hơn thực tế.
Nguyên tắc thiết kế quan trọng nhất về mạng?
Giả định mạng sẽ mất, không phải nếu mà là khi nào. Điều hướng, tránh vật cản và dừng an toàn phải chạy cục bộ, không bao giờ phụ thuộc mạng.
Rủi ro bảo mật cụ thể với robot là gì?
Điều khiển từ xa trái phép, đọc dữ liệu camera, và dùng robot làm bàn đạp vào mạng nội bộ. Cần tách mạng, xác thực lệnh điều khiển và cập nhật bảo mật định kỳ.
Đọc thêm trong Pin & quản lý năng lượng và Cảm biến lực & xúc giác.
