Robot tự hành hoạt động mà không cần sự điều khiển trực tiếp của con người. Nó cảm nhận môi trường xung quanh, đưa ra quyết định và hành động dựa trên những quyết định đó. Máy bay không người lái điều khiển từ xa không phải là robot tự hành. Máy bay không người lái có khả năng lập bản đồ khu vực, tránh chướng ngại vật và tự hạ cánh mới là robot tự hành.

Tính tự chủ là một dải liên tục. Ở mức thấp, robot đi theo một lộ trình cố định và dừng lại nếu phát hiện chướng ngại vật. Ở mức cao, robot di chuyển trên địa hình chưa biết, nhận dạng vật thể và lập kế hoạch cho các nhiệm vụ phức tạp. Hầu hết các robot tự hành thương mại nằm ở đâu đó giữa hai thái cực này: máy lau sàn tự lái ở sân bay, robot giao hàng trong khuôn viên trường đại học và robot trong kho hàng di chuyển xung quanh người và lẫn nhau.

Các khả năng cốt lõi của robot tự hành

• Nhận thức: sử dụng camera, lidar và các cảm biến để hiểu môi trường xung quanh.
• Định vị: biết vị trí của robot trên bản đồ.
• Lập kế hoạch: quyết định con đường cần đi và những hành động cần thực hiện.
• Kiểm soát: thực hiện các động tác một cách chính xác.
• Học hỏi: nâng cao hiệu suất theo thời gian.

Điều khó khăn chính là sự không chắc chắn. Thế giới thực rất phức tạp. Con người hành động khó đoán. Ánh sáng thay đổi. Bề mặt khác nhau. Robot tự hành sử dụng các cảm biến dự phòng và hành vi thận trọng để xử lý sự không chắc chắn đó. Khi không thể tìm ra cách giải quyết, chúng sẽ dừng lại và yêu cầu trợ giúp. Đó là một đặc điểm thiết kế, chứ không phải là một thất bại. Khả năng tự hành hoàn toàn trong mọi điều kiện vẫn còn hiếm. Những robot hoạt động tốt nhất là những robot biết giới hạn của mình.