DARPA Robotics Challenge 2015 là cuộc thi robot hình người nổi tiếng nhất của DARPA, với chung kết tại Pomona, California vào đầu tháng 6/2015. Bài này kể lại vì sao cuộc thi ra đời sau thảm họa Fukushima, vì sao nhiều robot ngã, và vì sao người thắng cuộc lại là robot dám bớt giống người nhất.

Tóm tắt nhanh

Chung kết DARPA Robotics Challenge diễn ra ngày 5 và 6/6/2015 với 23 đội, gồm tám chặng trong giới hạn 60 phút. Robot HUBO của KAIST (Hàn Quốc) thắng với 44 phút 28 giây, nhận giải nhất 2 triệu USD. HUBO thắng không phải nhờ đi hai chân giỏi nhất, mà nhờ biết lúc nào nên đứng như người và lúc nào nên quỳ xuống lăn bánh.

Diễn biến chính

2011–2012: Fukushima và ý tưởng về robot cứu hộ

Ngày 11/3/2011, động đất và sóng thần làm nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi mất điện. Hôm sau, công nhân vào tòa nhà lò phản ứng để mở van xả áp suất nhưng phải quay ra vì phóng xạ vượt ngưỡng. Sau đó ba tòa nhà nổ do khí hydro. Robot của Mỹ gửi sang đến muộn so với những giờ quyết định.

Gill Pratt của DARPA lập luận rằng robot cứu hộ phải làm việc được trong môi trường xây cho con người, nơi có cầu thang, tay nắm cửa và van. Tháng 10/2012, DARPA phát động cuộc thi với giải nhất 2 triệu USD, tám chặng, và người làm bình thường xong trong khoảng 15 phút nhưng robot được cho một giờ.

2013–2014: vòng thi ảo, Atlas và vòng thử

Sau vòng thi ảo, các đội giỏi nhất được nhận robot Atlas do Boston Dynamics chế tạo với khoảng 10,9 triệu USD. Nhiều đội cùng dùng một phần cứng nên chủ yếu cạnh tranh bằng phần mềm. Tháng 12/2013, SCHAFT đứng đầu vòng thử ở Homestead với 27 trên 32 điểm, nhưng sau đó rút khỏi chung kết. KAIST chỉ có 8 điểm và vào chung kết nhờ nhánh tự bỏ vốn.

Giáo sư Oh Jun-ho và con robot HUBO

Oh Jun-ho bắt đầu làm robot hình người sau khi xem ASIMO của Honda. Năm 2002, ông làm con robot đầu tiên với khoảng 50.000 USD, có tay chân nhưng không có đầu. Từ đó phát triển dòng HUBO. Bản đến Pomona cao 173 cm, nặng 82 kg, có 32 bậc tự do và bánh xe ở đầu gối. Theo thuật lại, ông tự leo lên xuống xe địa hình để quan sát cách người ra khỏi xe, rồi dạy HUBO cách rơi có kiểm soát.

Luật chung kết: không dây an toàn, liên lạc bị cắt

Ở chung kết, robot không còn dây đai đỡ. Người điều khiển ngồi trong nhà kho xa sân thi và liên lạc không dây bị cố ý cắt quãng. Nếu ngã không tự dậy được, đội xin cẩu nhấc lên và bị phạt ít nhất 10 phút. Thứ hạng xét số việc hoàn thành trước, thời gian sau. Pratt tính rằng nếu mỗi việc chắc khoảng 90% thì làm đủ tám việc chỉ còn khoảng 40%, nên may rủi có vai trò đáng kể. KAIST tập không dây an toàn hơn một tháng trên bãi đỗ xe ngoài trời với bốn robot HUBO. Oh nói rằng còn dây an toàn thì người điều khiển còn sợ.

5/6/2015: ngày đầu và những cú ngã

Hôm tổng duyệt gần như không robot nào ngã, nhưng ngày thi đầu thì nhiều robot ngã. Atlas của MIT đổ ở chặng ra khỏi xe vì người điều khiển bỏ sót một mục trong danh sách kiểm tra. JAXON của Nhật kẹt ở cửa, khán giả hô làm gì đi chứ, rồi nó ngã. Một robot khác đổ vì ước sai độ cao mặt đất bốn phân, một robot ngã vì dây cắm tuột, một Atlas quá nóng nên gục xuống. Running Man của IHMC ngã vì bước xuống quá mạnh, rồi ngã ở cầu thang vì lỗi phần mềm. HUBO bị reset khi mũi khoan gãy ở lượt này. Một tờ tạp chí tóm lại: không ai muốn thấy robot ngã, nhưng ai cũng muốn xem.

6/6/2015: lượt cuối của HUBO

Ở lượt cuối, HUBO lái xe, thả mình xuống đất đúng như được dạy, rồi quỳ lên bánh ở đầu gối để lăn tới cửa. Nó đứng dậy mở cửa, xoay thân trên hai vòng để mở van và tự khoan tường mà người điều khiển chỉ cần chấm vị trí. Ở nhiệm vụ bất ngờ, nó gạt chiếc máy khoan chắn lối bằng đầu gối rồi cắm phích sau một lần trượt, mất 13 phút rưỡi. Nó còn ủi đống đổ nát như xe ủi. Ở cầu thang, HUBO quay lưng, thân trên xoay 180 độ rồi leo lùi, hoàn thành chặng này trong chưa đầy bảy phút.

Kết quả: KAIST 44 phút 28 giây, IHMC 50 phút 26 giây, Carnegie Mellon (CHIMP) 55 phút 15 giây. Trong 23 đội chỉ ba đội làm đủ tám việc, và tổng tiền thưởng là 3,5 triệu USD. CHIMP là robot duy nhất tự đứng dậy sau khi ngã. Khi được hỏi bí quyết, Oh nói rằng không có gì đặc biệt, đây chỉ là một robot hình người, và còn đùa rằng cuộc thi dễ quá.

Điều còn tranh cãi hoặc cần thận trọng

  • Cú chào của Running Man: chuyện robot ngã khi vẫy chào khán giả là giai thoại; ghi chép của Atkeson chỉ nói tay nó vướng lan can, và các nguồn không thống nhất.
  • Số đội: DARPA nói 23 đội, một số báo nói 24 và có công bố ghi 25.
  • Giả định của Pratt: câu rằng nếu có robot trong một hai ngày đầu thì Fukushima đã khác chỉ là lập luận của ông, không ai kiểm chứng được.
  • Sân thi không phải hiện trường: có cẩu chờ sẵn, khán đài và tường thạch cao. Atkeson viết rằng nếu là nhiệm vụ thật, có lẽ mọi robot đã thất bại.

Vì sao câu chuyện này đáng nhớ?

Pomona không đo xem robot giống người đến đâu, mà đo xem dáng người tốn kém đến mức nào. Trong năm đội đứng đầu chỉ có Running Man đi thuần bằng hai chân, và nó về nhì. Vì vậy dáng người không phải bản án, nhưng là một khoản nợ mà thập niên ấy chưa trả nổi.

Nhà nghiên cứu Atkeson, người có đội Carnegie Mellon không ngã lần nào và xếp thứ bảy, nhận thấy kẻ thù lớn nhất là lỗi của người điều khiển. Ngày nay video robot hình người nhảy múa rất đẹp, nhưng đó là cảnh quay được chọn, còn hiện trường thì không cho quay lại.

Câu hỏi thường gặp

DARPA Robotics Challenge là gì?

Đây là cuộc thi robot do DARPA phát động từ tháng 10/2012, lấy cảm hứng từ thảm họa Fukushima 2011. Giải nhất là 2 triệu USD, nhiệm vụ gồm tám chặng mô phỏng một ngày ứng cứu ở nhà máy.

Ai thắng chung kết DARPA Robotics Challenge 2015?

Đội KAIST của Hàn Quốc với robot HUBO, hoàn thành đủ tám việc trong 44 phút 28 giây. IHMC với Atlas về nhì (50 phút 26 giây), Carnegie Mellon về ba.

Vì sao HUBO leo cầu thang lùi?

Đầu gối của HUBO gập về phía trước và che tầm nhìn xuống chân. Quay lưng về phía cầu thang giúp nó nhìn rõ từng mép bậc.

Vì sao nhiều robot ngã ở Pomona?

Theo ghi chép của nhà nghiên cứu Atkeson, nguyên nhân gồm lỗi của người điều khiển, lỗi phần mềm và quá nhiệt. Liên lạc không dây còn bị cố ý cắt quãng nên robot phải tự xoay xở.

Atlas là robot gì?

Atlas là dòng robot hình người chạy bằng thủy lực do Boston Dynamics chế tạo cho cuộc thi, với khoản tiền khoảng 10,9 triệu USD theo nguồn Wikipedia. Nhiều đội nhận cùng một mẫu Atlas rồi tự phát triển phần mềm.

Nguồn tham khảo

  • IEEE Spectrum: bài về đường đua chung kết DRC, về những cú ngã của robot, về cách KAIST thắng và về CHIMP
  • Vice/Motherboard: tường thuật chung kết DRC
  • Gill Pratt, Bulletin of the Atomic Scientists (12/2013) và bài về Cambrian Explosion, Journal of Economic Perspectives 29(3), 2015
  • Ghi chép về các cú ngã của Chris Atkeson (trang Carnegie Mellon)
  • Thông cáo của DARPA; Wikipedia (DARPA Robotics Challenge)
  • KAIST Breakthroughs; AsianScientist (2017); Defense One; Defense Systems

Bài viết tóm tắt từ video của kênh; nội dung mang tính giới thiệu.