Cơ chế huấn luyện mới giúp robot hình người đi được trên cát
Một nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Georgia vừa phát triển cơ chế mới cho phép robot hình người đi bộ trên cát, sỏi, cỏ ướt, dốc, cầu thang và bề mặt trơn trượt mà lại giảm đáng kể thời gian lẫn sức mạnh tính toán cần thiết để huấn luyện bộ điều khiển của nó.
Cơ chế cải tiến phương pháp huấn luyện “thầy - trò” phổ biến bằng cách huấn luyện cả hai tác nhân cùng lúc thay vì huấn luyện từng tác nhân một. Kết quả là một bộ điều khiển có thể xử lý địa hình mà nó chưa từng được huấn luyện trước đó, đồng thời yêu cầu ít tài nguyên tính toán hơn.
Bộ điều khiển sau đó được thử nghiệm trên robot hình người 2 chân, và robot thành công di chuyển trên nhiều bề mặt khó khăn cả trong nhà lẫn ngoài trời. Nhóm nghiên cứu đẩy và kéo robot trong những lần thử nghiệm, thiết bị tự điều chỉnh dáng đi nhằm giữ thăng bằng.
Nhóm trình bày công trình tại Hội nghị Quốc tế IEEE - Robot và Tự động hóa (ICRA). Họ khẳng định cơ chế mới hoàn toàn có thể điều chỉnh cho nhiều loại robot hay nhiệm vụ khác nhau ngoài đi bộ.
Cải tiến phương pháp cũ
Phương pháp “thầy - trò” dựa trên việc tạo ra mô hình đóng vai trò “giáo viên” có quyền truy cập dữ liệu mô phỏng chi tiết. Sau khi được huấn luyện đầy đủ, mô hình này truyền đạt kiến thức của mình cho mô hình “học trò” phụ trách điều khiển robot.
Nhà nghiên cứu Wu Feiyang chỉ ra phương pháp tồn tại 2 khuyết điểm. Thứ nhất, huấn luyện tuần tự tiêu tốn thời gian. Thứ hai, lãng phí rất nhiều thông tin thu thập bởi mô hình “giáo viên”. Huấn luyện bộ điều khiển robot thông qua mô phỏng có thể đòi hỏi hàng giờ tính toán trên phần cứng GPU đắt tiền.
Thay vì chờ mô hình “giáo viên” thành thạo nhiệm vụ, nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ Georgia huấn luyện cả hai mô hình cùng lúc. Khi dần dần học được cách làm, mô hình “giáo viên” lập tức bắt đầu truyền đạt kiến thức cho mô hình “học trò”, rút ngắn đáng kể quá trình huấn luyện.
Họ còn cho mô hình “giáo viên” học hỏi từ kinh nghiệm của mô hình “học trò”, qua đó giảm khác biệt quá lớn giữa tình huống thực tế mà mô hình “học trò” gặp phải với mô phỏng lí tưởng hóa mà mô hình “giáo viên” được học.
Thử nghiệm trên robot
Trong thử nghiệm, robot kích thước như người thật di chuyển được trên địa hình gồ ghề ngoài trời lẫn bề mặt trơn trượt trong nhà mà chẳng cần từng bộ điều khiển chuyên biệt cho các môi trường khác nhau.
Ông Wu cho biết nhóm không ngờ rằng chỉ một bộ điều khiển lại hoạt động đa điều kiện tốt đến vậy: “Với robot hình người to lớn và cồng kềnh, khả năng di chuyển linh hoạt trên địa hình khắc nghiệt thực sự chưa được chứng minh. Bằng cách nào đóphương pháp huấn luyện hiệu quả cao của chúng tôi lại hiệu quả ở mọi loại địa hình lẫn môi trường”. Thậm chí bộ điều khiển còn hoạt động tốt hơn phần mềm do nhà sản xuất robot cung cấp.