- Lần đầu tiên, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Columbia Engineering đã phát triển một robot có thể tự học mô hình toàn bộ cơ thể của nó từ đầu mà không cần sự trợ giúp của con người.
- Các nhà nghiên cứu mô tả chi tiết cách robot của họ xây dựng mô hình động học của chính nó và sử dụng mô hình đó để lập kế hoạch hành động, hoàn thành mục tiêu và tránh chướng ngại vật trong nhiều tình huống trong một bài báo gần đây được xuất bản trên Science Robotics.
Một nhóm các nhà khoa học từ Columbia Engineering đã tạo ra một robot lần đầu tiên có khả năng tự học mô hình toàn bộ cơ thể của nó từ đầu mà không cần sự hỗ trợ của con người. Các nhà nghiên cứu phác thảo cách robot tạo ra mô hình động học của chính nó trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học robot.
Như mọi vận động viên hay người am hiểu thời trang đều biết, ấn tượng của chúng ta về cơ thể không phải lúc nào cũng chính xác hoặc thực tế, nhưng nó đóng một vai trò quan trọng trong cách chúng ta cư xử trong xã hội. Trong khi bạn chơi bóng hoặc chuẩn bị sẵn sàng, não của bạn liên tục lập kế hoạch chuyển động để bạn có thể di chuyển cơ thể mà không bị va đập, vấp ngã hoặc ngã.
Trong công trình của mình, các nhà nghiên cứu mô tả cách robot của họ tạo ra mô hình động học của chính nó và sử dụng mô hình đó để lập kế hoạch chuyển động, đạt được mục tiêu và tránh chướng ngại vật trong nhiều tình huống khác nhau. Ngay cả những tổn hại vật chất trên cơ thể nó cũng được tự động xác định và sửa chữa.
Robot quan sát và tìm hiểu cơ thể của chính mình
Các nhà nghiên cứu đặt một cánh tay robot trước một nhóm năm máy quay video đang phát trực tuyến. Thông qua các camera, robot quan sát chính nó khi nó dao động tự do. Robot vặn vẹo và vặn vẹo để khám phá chính xác cách cơ thể nó chuyển động để phản ứng với các đầu vào động cơ khác nhau, giống như một đứa bé lần đầu tiên khám phá chính mình trong một căn phòng đầy gương.
Robot cuối cùng đã dừng lại sau khoảng ba giờ. Mạng lưới thần kinh sâu sẵn có của nó đã hoàn thành việc tìm ra mối liên hệ giữa chuyển động của robot với lượng không gian nó chiếm trong môi trường xung quanh.
Hod Lipson, giáo sư kỹ thuật cơ khí và giám đốc Phòng thí nghiệm Máy sáng tạo của Columbia cho biết:
“Chúng tôi thực sự tò mò muốn xem robot tự tưởng tượng như thế nào. Nhưng bạn không thể chỉ nhìn vào mạng lưới thần kinh, nó là một hộp đen.”
Hình ảnh bản thân cuối cùng đã xuất hiện sau khi các nhà nghiên cứu thử nhiều kỹ thuật hình dung.
Dữ liệu giả đã cải thiện hiệu suất của robot lên 40%
“Đó là một loại đám mây nhấp nháy nhẹ nhàng dường như nhấn chìm cơ thể ba chiều của robot. Khi robot di chuyển, đám mây nhấp nháy nhẹ nhàng đi theo nó”, Lipson nói.
Mô hình tự thân của robot có độ chính xác cao 1% không gian làm việc của nó.
Robot tự mô hình hóa sẽ dẫn đến các hệ thống tự trị tự cung tự cấp hơn
Robot có thể tự tạo ra các mô hình mà không cần sự trợ giúp của kỹ sư vì nhiều lý do. Nó không chỉ giảm chi phí lao động mà còn cho phép robot tự duy trì tình trạng hao mòn cũng như xác định và sửa chữa hư hỏng. Các tác giả cho rằng khả năng này rất quan trọng vì các hệ thống tự trị cần tăng cường tính độc lập. Ví dụ: robot của nhà máy có thể nhận thấy có thứ gì đó không di chuyển bình thường và thực hiện điều chỉnh hoặc yêu cầu hỗ trợ.
Phương pháp MARL dựa trên AI cải thiện sự hợp tác giữa các nhóm robot
“Con người chúng ta rõ ràng có quan niệm về bản thân. Hãy nhắm mắt lại và cố gắng tưởng tượng cơ thể của bạn sẽ chuyển động như thế nào nếu bạn thực hiện một số hành động, chẳng hạn như duỗi tay về phía trước hoặc lùi một bước,” tác giả đầu tiên của nghiên cứu Boyuan Chen, người đứng đầu nghiên cứu và hiện là người đứng đầu nhóm nghiên cứu, cho biết. một giáo sư trợ lý tại Đại học Duke. Ông nói thêm: “Ở đâu đó trong não, chúng ta có khái niệm về bản thân, một hình mẫu về bản thân cho chúng ta biết chúng ta chiếm giữ khối lượng bao nhiêu của môi trường xung quanh ngay lập tức và khối lượng đó thay đổi như thế nào khi chúng ta di chuyển”.
Dự án này là một phần trong nỗ lực tìm kiếm các chiến lược kéo dài hàng thập kỷ của Lipson nhằm mang lại cho robot khả năng tự nhận thức. “Tự làm mẫu là một hình thức nguyên thủy của sự tự nhận thức. Nếu một robot, động vật hoặc con người có một mô hình tự chính xác, nó có thể hoạt động tốt hơn trên thế giới, nó có thể đưa ra những quyết định tốt hơn và nó có lợi thế về mặt tiến hóa,” ông nói.
Vai trò của AI trong chế tạo robot
Các nhà nghiên cứu đã biết những hạn chế, nguy hiểm và các vấn đề liên quan đến việc cung cấp cho robot nhiều quyền tự chủ hơn thông qua khả năng tự nhận thức. Lipson lưu ý rằng mức độ tự nhận thức được thể hiện trong nghiên cứu này là “tầm thường so với mức độ của con người, nhưng bạn phải bắt đầu từ đâu đó. Chúng ta phải đi chậm và cẩn thận để có thể thu được lợi ích đồng thời giảm thiểu rủi ro ”.
