Chó robot của Thụy Sỹ không ngã khi bị người đạp, nếu ngã biết tự lật đứng dậy

Các kỹ sư Thụy Sỹ cho biết đã tìm ra cách để giúp những chú robot bốn chân thoát kiếp bị con người... hành hạ.

Theo đó, trong một nghiên cứu mới được xuất bản hôm thứ Tư vừa qua trên Science Robotics, nhóm kỹ sư này đã mô tả một hệ thống huấn luyện robot di chuyển nhanh hơn bao giờ hết, trong khi vẫn đảm bảo khả năng chống lại các tác động từ bên ngoài có thể khiến chúng bị ngã. Với hệ thống này, robot thậm chí có thể tự mình lật người đứng dậy trong trường hợp đã bị ngã.

Chú chó robot mang tên ANYmal ban đầu được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại Robotic Systems Lab, thuộc Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sỹ ở Zurich (ETH Zurich). Sau đó nó được thương mại hóa bởi công ty ANYbotics, thành lập vào năm 2016 và tiếp tục được cập nhật từ đó đến nay. Không như nhiều chú robot 4 chân hiện có ngày nay, chú chó robot có khả năng chống nước ANYmal được thiết kế đặc biệt để di chuyển trong các điều kiện không thông dụng, như các khu rừng, các khu vực công nghiệp, và các vùng đất băng tuyết. Theo ANYbotics, con bot của họ đã được sử dụng trong thế giới thực để xâm nhập những khu vực nguy hiểm mà con người không thể tới được, bao gồm các sứ mệnh tìm kiếm người gặp nạn. Nó thậm chí còn tham gia vào một tập phim X-Files vào năm ngoái với vai một con robot tấn công.

Dù những chú robot 4 chân trên thực tế đã tiến xa hơn robot 2 chân rất nhiều trong việc nhại lại các thao tác nhanh nhẹn và khả năng phối hợp nhịp nhàng giữa các chi của các sinh vật sống thực sự mà không cần con người điều khiển, vẫn còn nhiều cải tiến có thể áp dụng để chúng đạt được mức độ hoàn hảo cao nhất. Một trong những giải pháp tiềm năng mà các nhà robot học đã nghiên cứu là một hình thức học máy (machine learning) được gọi là học tăng cường (reinforcement learning). Hình thức này cho phép họ huấn luyện robot thông qua một quá trình thử-và-lỗi để tìm ra cách tốt nhất nhằm thực hiện một tác vụ nhất định, như bước đi chẳng hạn. Nói một cách đơn giản, học tăng cường mang lại cho robot khả năng gần như "nghĩ" và "học" như một con vật thật sự, với tư duy logic của riêng nó.

Dù vậy, sử dụng học tăng cường với một con robot thực thụ, có đến 4 chân, không phải là điều dễ dàng bởi bản thân chúng lẫn các chuyển động của chúng là rất phức tạp. Do đó, cho đến thời điểm này, các nhà khoa học chủ yếu thực hành trên các trình giả lập máy tính, sau đó sử dụng những dữ liệu từ quá trình giả lập để huấn luyện những con robot thực như ANYmal - dù đó cũng là một việc không hề dễ dàng, theo tác giả chính của nghiên cứu, Jemin Hwangbo, một nhà khoa học tại Robotic Systems Lab tại ETH Zurich.

"Việc phát triển các chính sách điều khiển cho các hệ thống có chân phức tạp là cực kỳ khó. Có vô số các tình huống mà robot phải đối mặt, và gần như bất khả thi để thiết kế một bộ điều khiển logic có thể xử lý tất cả các tình huống đó" - ông nói.

Trong nghiên cứu mới này, Hwangbo và nhóm của ông cho biết đã phát triển được một mạng thần kinh cho phép họ diễn dịch dữ liệu mô phỏng sang ngôn ngữ robot dễ hơn và tốt hơn trước đây. Những mô phỏng trên máy tính này được thực hiện với tốc độ nhanh gấp...1.000 lần so với thực hiện ngoài đời thực. Và nhóm nghiên cứu nói rằng họ thậm chí có thể giảm thiểu sức mạnh xử lý của máy tính thông qua một hệ thống tương tự, chỉ cần một chiếc máy tính thông thường để thực hiện mô phỏng mà thôi.

Kết quả cuối cùng họ thu được - có thể thấy trong một loạt các video (tóm tắt trong hình động ở trên) - rõ ràng trông cực kỳ ấn tượng và có một chút...đáng sợ. Chú chó robot ANYmal sau khi được huấn luyện đã trở nên nhanh nhẹn hơn và tối ưu sử dụng năng lượng hơn, thậm chí còn phá vỡ kỷ lục về tốc độ đi bộ của nó khi đi nhanh hơn 25%, và nghe lệnh của người điều khiển để di chuyển ở một tốc độ nhất định tốt hơn. Vốn đã là một con robot khá khỏe, đợt huấn luyện mới giúp ANYmal có thể giữa cơ thể nó đứng vững khi các nhà nghiên cứu tìm cách đá thật mạnh vào người nó. Và nó nay còn có thể tự đảo người để đứng dậy sau một cú ngã - một điều mà nhóm nghiên cứu cho biết họ chưa từng thấy trước đây trên một con robot 4 chân với độ phức tạp tương đương bao giờ!

Kỹ thuật huấn luyện mới này - theo Hwango - không chỉ hiệu quả với ANYmal. Nhóm nghiên cứu nghĩ rằng nó có thể giúp bất kỳ con robot 4 chân nào trở nên tốt hơn. Nhưng vẫn còn rất nhiều việc phải làm để có thể một con robot trở nên nhanh nhẹn như vậy trong mọi tình huống.

"Các chính sách được trình bày trong tài liệu này chỉ dành cho các loại địa hình ngang bằng. Để di chuyển qua các địa hình thô và không có cấu trúc rõ ràng, chúng ta cần các cảm biến thị giác và một chính sách phù hợp để xử lý thông tin liên quan. Chúng tôi đang phát triển theo hướng này và hi vọng sẽ đưa ra một giải pháp đa năng hơn sớm thôi" - ông nói.

Trong khi chờ đợi, có lẽ chúng ta nên hi vọng chú robot ANYmal này không nhớ gì về những hành vi bạo lực mà các nhà nghiên cứu đã thực hiện với nó dưới danh nghĩ khoa học!