Robot tiêu thụ ít hơn hai mươi phần trăm thì hoặc chạy lâu hơn hai mươi phần trăm, hoặc mang pin nhẹ hơn — mà nhẹ hơn lại tiêu thụ ít hơn nữa. Vòng lặp này khiến tối ưu năng lượng có giá trị lớn hơn con số ban đầu.
Năng lượng đi đâu
Phải đo trước khi tối ưu.
Động cơ di chuyển. Thường là phần lớn nhất với robot di động, nhưng không phải luôn luôn.
Máy tính và cảm biến. Bị đánh giá thấp một cách hệ thống. Máy tính chạy mô hình học sâu cộng LiDAR cộng vài camera có thể tiêu thụ ngang phần di chuyển.
Giữ tư thế. Với cánh tay hoặc cơ cấu nâng, giữ tải ở một vị trí vẫn tốn điện dù không có chuyển động nào.
Màn hình. Với robot dịch vụ có màn hình lớn sáng liên tục, đây là khoản đáng kể.
Tổn hao chuyển đổi. Mỗi bộ chuyển đổi điện áp mất một phần. Nhiều tầng chuyển đổi thì cộng dồn.
Tiêu thụ ở chế độ chờ. Robot đứng chờ nhiệm vụ vẫn tiêu thụ. Với robot chờ nhiều thì đây là phần lớn năng lượng cả ngày.
Cách đo. Đo dòng tổng theo thời gian trong một chu trình làm việc thật, và đo riêng từng nhánh nếu tách được. Kết quả thường khác đáng kể so với dự đoán.
Giảm ở khâu cơ khí
Chỗ có tác động lớn nhất và khó sửa nhất sau khi đã chế tạo.
Giảm khối lượng. Ảnh hưởng tới mọi thứ. Robot nhẹ cần ít năng lượng để tăng tốc, để leo dốc, và cho phép pin nhỏ hơn.
Giảm ma sát. Ổ trục tốt, hộp số hiệu suất cao, bánh xe phù hợp mặt sàn. Ma sát là năng lượng mất hoàn toàn.
Chọn bánh xe đúng. Bánh cứng lăn nhẹ trên sàn cứng; bánh mềm hấp thụ rung nhưng tốn năng lượng hơn. Áp suất lốp nếu có ảnh hưởng đáng kể.
Cân bằng khối lượng. Với cánh tay, đối trọng hoặc lò xo cân bằng giảm mô-men giữ tư thế rất nhiều. Kỹ thuật cũ và hiệu quả.
Tự hãm ở nơi cần giữ lâu. Cơ cấu tự hãm giữ tải mà không tốn điện. Hợp với cơ cấu nâng ít thay đổi vị trí.
Phanh có phanh cơ khí. Robot đứng chờ thì đóng phanh và tắt dòng động cơ thay vì giữ bằng điện.
Thu hồi năng lượng phanh. Khi giảm tốc, động cơ phát điện trả về pin. Đáng làm với robot nặng hoặc hay đi dốc; ít giá trị với robot nhẹ đi trên mặt phẳng.
Giảm ở khâu điện tử
Tắt cái không dùng. Cảm biến, đèn, màn hình khi robot đang chờ. Nghe hiển nhiên và ít hệ thống làm.
Giảm tần số xử lý khi rảnh. Máy tính chạy hết công suất khi không có gì làm là lãng phí phổ biến.
Giảm tần số cảm biến khi đứng yên. Không cần quét LiDAR ba mươi lần mỗi giây khi robot không di chuyển.
Chế độ ngủ sâu. Robot chờ lâu thì tắt gần hết, chỉ giữ mạch đánh thức. Cần thiết kế để đánh thức nhanh.
Giảm độ sáng màn hình. Hoặc tắt khi không có ai gần. Cảm biến hiện diện đơn giản đủ để làm việc này.
Ít tầng chuyển đổi hơn. Thiết kế để các thiết bị dùng chung mức điện áp nếu được, giảm số bộ chuyển đổi.
Chọn bộ chuyển đổi hiệu suất cao. Chênh lệch giữa tám mươi và chín mươi lăm phần trăm hiệu suất là đáng kể khi cộng qua cả ngày.
Tính toán ở đâu. Chuyển phần nặng lên máy chủ tiết kiệm điện trên robot, đổi lại là phụ thuộc mạng.
Giảm ở khâu vận hành
Không cần thay phần cứng.
Tối ưu tuyến đường. Đường ngắn hơn tốn ít hơn. Và tránh dốc nếu có lựa chọn.
Chọn tốc độ hợp lý. Có một tốc độ tối ưu về năng lượng cho mỗi robot. Chạy quá nhanh tốn nhiều hơn do lực cản và do tăng giảm tốc; quá chậm thì tiêu thụ nền chiếm tỷ lệ lớn.
Giảm số lần dừng và khởi động. Tăng tốc tốn nhiều năng lượng. Đi đều tiết kiệm hơn đi giật cục.
Gộp nhiệm vụ. Robot làm nhiều việc trong một chuyến thay vì nhiều chuyến.
Đỗ ở nơi hợp lý. Vị trí chờ gần nơi hay có nhiệm vụ nhất giảm quãng đường không tải.
Tránh giờ nóng nhất nếu được. Nhiệt độ cao làm pin kém hiệu quả và làm quạt chạy nhiều hơn.
Bảo trì đúng lịch. Bánh xe mòn, ổ trục khô, bụi trong quạt — tất cả làm tăng tiêu thụ dần dần mà không ai để ý.
Đo và theo dõi
Ghi tiêu thụ theo nhiệm vụ. Mỗi loại nhiệm vụ tốn bao nhiêu. Cho phép tối ưu đúng chỗ và dự đoán được nhu cầu.
Theo dõi xu hướng theo tháng. Tiêu thụ tăng dần ở cùng loại nhiệm vụ nghĩa là có gì đó đang xấu đi — ma sát tăng hoặc pin xuống cấp.
So sánh giữa các robot cùng loại. Robot tiêu thụ nhiều hơn hẳn các robot khác là robot có vấn đề. Cách phát hiện rất hiệu quả và cần ít công.
Phân tích theo thành phần. Nếu đo được riêng từng nhánh thì biết chính xác chỗ nào tăng.
Đo lại sau mỗi thay đổi. Cập nhật phần mềm có thể làm tăng tiêu thụ mà không ai biết.
Đặt mục tiêu cụ thể. Tối ưu chung chung không đi tới đâu. Mục tiêu kiểu tăng thời gian hoạt động từ sáu lên tám giờ cho hướng đi rõ ràng.
Và đo trước khi tối ưu. Trực giác về chỗ nào tốn nhiều nhất sai thường xuyên hơn người ta nghĩ, và tối ưu nhầm chỗ tốn công mà không cải thiện gì.
Câu hỏi thường gặp
Thành phần tiêu thụ nào hay bị đánh giá thấp?
Máy tính và cảm biến. Máy tính chạy mô hình học sâu cộng LiDAR cộng vài camera có thể tiêu thụ ngang phần động cơ di chuyển.
Vì sao giảm khối lượng có giá trị lớn hơn con số ban đầu?
Vì robot nhẹ cần ít năng lượng để tăng tốc và leo dốc, cho phép pin nhỏ hơn, mà pin nhỏ hơn lại làm robot nhẹ hơn nữa.
Có tốc độ tối ưu về năng lượng không?
Có. Chạy quá nhanh tốn nhiều do lực cản và do tăng giảm tốc; quá chậm thì tiêu thụ nền chiếm tỷ lệ lớn trong tổng năng lượng.
Cách phát hiện robot có vấn đề bằng dữ liệu năng lượng?
So sánh tiêu thụ giữa các robot cùng loại làm cùng nhiệm vụ. Robot tiêu thụ nhiều hơn hẳn là robot có ma sát tăng hoặc pin xuống cấp.
Đọc thêm trong Camera & LiDAR và Hộp số & truyền động.
