Gặp gỡ anymal: "tay vợt" bốn chân đầu tiên của làng cầu lông thế giới

[Khôi Nguyên]

Các nhà khoa học tại ETH Zürich đã chế tạo thành công một robot bốn chân có khả năng chơi cầu lông, một bước tiến quan trọng trong việc kết hợp giữa chuyển động linh hoạt và khả năng phản xạ theo thời gian thực. Dù còn những hạn chế, "tay vợt" đặc biệt này đã học được những chiến thuật giống hệt vận động viên con người, mở ra viễn cảnh về một người bạn tập chuyên nghiệp trong tương lai.

ANYmal: "Tay vợt" bốn chân học chơi cầu lông như thế nào?​

Nhiều robot hiện đại có thể di chuyển rất linh hoạt, nhưng chúng thường gặp khó khăn trong việc liên kết chuyển động với dữ liệu từ các cảm biến trong thời gian thực, tương đương với các phản xạ tự nhiên của con người. Để giải quyết vấn đề này, một nhóm các nhà khoa học tại ETH Zürich đã phát triển robot ANYmal, một cỗ máy bốn chân nặng 50kg, được trang bị cánh tay robot linh hoạt để cầm vợt và một camera lập thể để theo dõi quả cầu.

Thay vì sử dụng các phương pháp lập trình phức tạp và tốn thời gian, nhóm nghiên cứu đã áp dụng kỹ thuật học tăng cường (reinforcement learning). Họ đã tạo ra một "thế giới mô phỏng", nơi một bản sao kỹ thuật số của ANYmal tự học cách di chuyển và đánh cầu qua hàng triệu lần thử và sai. Robot được "thưởng" khi thực hiện thành công các cú đánh và cũng tự học được giới hạn vật lý của bản thân để tránh các hành động "quá sức" có thể gây ra hỏng hóc.

Từ sân tập ảo đến chiến thuật như người thật​

Mục tiêu của quá trình huấn luyện là giúp robot phát triển các kỹ năng thị giác - vận động (visuo-motor) – khả năng phối hợp giữa những gì nó "nhìn" thấy và cách cơ thể nó "vận động" để phản ứng lại. Kết quả thật đáng kinh ngạc. Sau khi hoàn tất quá trình huấn luyện, ANYmal không chỉ biết cách di chuyển khắp sân để đánh cầu mà còn tự học được những chiến thuật rất giống con người.

Nó biết rằng sau mỗi cú đánh thành công, nó cần phải lùi về giữa sân và sát vạch cuối sân để chuẩn bị cho pha cầu tiếp theo. Thậm chí, nó còn học được cách đứng bằng hai chân sau để có góc quan sát quả cầu tốt hơn. Đáng chú ý, ANYmal còn có khả năng đánh giá rủi ro, không cố gắng thực hiện những cú đánh bất khả thi có thể khiến nó bị ngã.

Điểm yếu chí mạng: Mắt kém và phản xạ chậm​

Tuy nhiên, ANYmal vẫn chưa sẵn sàng để đối đầu với một vận động viên chuyên nghiệp. Vấn đề lớn nhất của nó là thời gian phản xạ. "Tay vợt" robot bốn chân này cần khoảng 0,35 giây để nhận biết quỹ đạo quả cầu và hành động, chậm hơn đáng kể so với con người (0,2-0,25 giây) và càng chậm hơn so với vận động viên chuyên nghiệp (0,12-0,15 giây).

Nguyên nhân một phần đến từ "thị lực kém". Camera lập thể của robot có góc nhìn hạn chế và độ chính xác không tuyệt đối, khiến nó chỉ thấy quả cầu trong một thời gian ngắn trước khi phải ra quyết định. Theo anh Yuntao Ma, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu, robot hiện tại phù hợp hơn với những trận giao hữu qua lại nhẹ nhàng. "Nếu đối thủ bắt đầu vụt cầu mạnh, tỷ lệ thành công của nó giảm rõ rệt," anh thừa nhận.

Hướng tới một bạn tập chuyên nghiệp trong tương lai​

Dù còn nhiều hạn chế, nhóm nghiên cứu đã có những kế hoạch rõ ràng để cải tiến. Họ dự định sẽ dạy robot học cách dự đoán quỹ đạo quả cầu bằng cách "đọc" chuyển động cơ thể của đối thủ, một kỹ năng mà các vận động viên chuyên nghiệp thường sử dụng. Cùng với đó, việc nâng cấp phần cứng như sử dụng camera có cảm biến thị giác tiên tiến hơn và các động cơ mạnh mẽ hơn được kỳ vọng sẽ giúp ANYmal cải thiện đáng kể tốc độ và độ chính xác, một ngày nào đó có thể trở thành một người bạn tập lý tưởng cho các tuyển thủ cầu lông.