Rùa điện tử của Grey Walter là một trong những robot tự hành đầu tiên được báo chí nước Anh biết đến, vào tháng Mười Hai năm 1949. Hai cỗ máy nhỏ ở ngoại ô Bristol tự đi tìm ánh sáng, tự né đồ đạc và tự bò về chuồng khi pin yếu. Câu chuyện đáng nhớ vì chúng chỉ dùng rất ít linh kiện, rồi gần ba mươi năm sau mới được giới robot học nhắc lại.

Tóm tắt nhanh

Grey Walter, nhà nghiên cứu điện não ở Bristol, muốn biết cần tối thiểu bao nhiêu "tế bào" để tạo ra hành vi trông như có ý muốn riêng. Ông trả lời bằng hai, và cùng vợ làm ra hai con rùa Elmer và Elsie. Chúng gây tiếng vang lớn, nhưng vì được trình diễn như một màn xiếc, giới khoa học xem chúng là đồ chơi. Ý tưởng thật chỉ được nối lại khi robot học gặp bế tắc vì nghĩ quá nhiều.

Diễn biến chính

Từ chiến tranh đến câu lạc bộ Ratio (1940s)

Ý niệm về một cỗ máy tự tìm đích, theo lời Walter kể, đến từ những cuộc trò chuyện với nhà tâm lý học Kenneth Craik. Hai người từng xem các đường cong ghi sai số ngắm bắn của xạ thủ: người ngắm, trượt, sửa, ngắm lại, một vòng lặp tự sửa sai.

Năm 1949, một nhà thần kinh học ở London lập câu lạc bộ Ratio, nơi khoảng hai mươi người ăn tối và tranh luận về não và máy, với luật cấm giáo sư. Quanh bàn có Ross Ashby và Alan Turing. Walter nghiêng về mạch tương tự giống não, còn Turing tin vào máy tính số; theo giai thoại, hai người từng bất đồng về độ phức tạp của bộ não.

Người làm ra những con rùa

Walter sinh năm 1910 ở Kansas City, lớn lên ở Anh, học sinh lý học ở Cambridge và về một viện thần kinh ở Bristol năm 1939. Ông nghiên cứu điện não, gắn tên mình với sóng delta và sóng theta. Năm 1947 ông cưới Vivian, người sau này cùng ông làm rùa.

Ông tính rằng chỉ một nghìn phần tử, nối theo mọi cách có thể, đã cho ra một con số cần tới ba trăm nghìn chữ số. Từ đó ông cho rằng sự phong phú của não nằm ở cách nối chứ không ở số tế bào.

Mùa xuân 1948: chế tạo Elmer và Elsie

Mỗi con rùa có ba bánh, một chiếc mai treo lỏng, hai bóng đèn điện tử, hai rơ-le, hai mô-tơ và một pin. Trên đỉnh là một tế bào cảm quang xoay như ngọn hải đăng. Khi mai va vào vật cản, nó chạm một công tắc và rùa biết mình vừa đụng phải thứ gì đó.

Walter đặt cho giống loài này tên La-tinh Machina speculatrix, "cỗ máy biết tìm tòi". Ông còn chụp ảnh phơi sáng lâu với ngọn nến gắn trên lưng để ghi lại đường đi của chúng.

Chuồng sạc, tấm gương và điệu nhảy (1949–1950)

Khi pin đầy, mắt rùa nhạy nên đèn hai mươi oát trong chuồng quá chói và nó tránh xa. Pin cạn thì mắt kém nhạy, ánh đèn trở nên vừa đủ và rùa tiến vào. Không có lệnh nào bảo nó về nhà.

Trước gương, bóng đèn nhỏ trên lưng khiến rùa nhấp nháy, lượn qua lượn lại; Walter đùa rằng nhà sinh học có thể bảo nó biết tự nhận ra mình, một "chàng Narcissus vụng về". Tháng Năm năm 1950, Scientific American đăng bài của ông, và cùng năm đó BBC quay phóng sự ở Bristol. Ông cũng làm mạch CORA, một hộp đặt cố định có thể học, nối tiếng huýt sáo với ánh sáng như phản xạ của chó Pavlov.

Lễ hội nước Anh 1951 và sự lãng quên

Mùa hè 1951, kỹ sư Bunny Warren làm một mẻ rùa mới, bền hơn, để trình diễn ở Bảo tàng Khoa học London trong Lễ hội nước Anh. Theo lời kể, một ngày tháng Tám, Turing đến xem, và đúng lúc ấy con rùa nằm im; nhà logic học Robin Gandy đùa rằng nó mắc một chứng bệnh trong sách y cũ.

Năm 1953 Walter in cuốn Bộ não sống. Mùa hè 1956, nhóm nhà khoa học ở Dartmouth đặt tên ngành mới là trí tuệ nhân tạo, theo hướng logic và ký hiệu. Turing mất năm 1954, câu lạc bộ Ratio giải tán năm 1958. Năm 1964, Walter phát hiện sóng kỳ vọng trong não. Tháng Sáu năm 1970 ông bị một tai nạn nặng và hôn mê gần ba tuần; ông mất ngày 6 tháng Năm năm 1977.

Được nối lại và được cứu sống (1980s–2000)

Ở MIT thập niên 1980, Rodney Brooks dựng robot như côn trùng, từ nhiều lớp phản xạ đơn giản, không dựng bản đồ thế giới. Ông kể rằng cuốn Bộ não sống của Walter nằm trên kệ sách cạnh Tôi, Rô-bốt của Asimov.

Năm 1995, Owen Holland lần theo manh mối và tìm thấy một con rùa trong tầng hầm ở London, rồi cho nó chạy lại. Bunny Warren đưa bản vẽ, linh kiện và mấy chiếc mai trong suốt từng dùng làm chuông che sương cho cây. Từ đó có hai con rùa mới, bò ở Millennium Dome bên sông Thames năm 2000.

Điều còn tranh cãi hoặc cần thận trọng

  • Phim BBC và chuồng sạc: phần lớn những gì ta biết là lời mô tả của chính người trình diễn. Người phục dựng rùa về sau thấy có đoạn phim bị tua nhanh gấp đôi, có lẽ cơ cấu lái bị khóa, và không tìm thấy hồ sơ nào cho thấy chuồng sạc từng chạy trọn một vòng.
  • Số rùa năm 1951: những con rùa ở lễ hội có lẽ không còn là Elmer và Elsie đời đầu; tên được dùng lại như nghệ danh, và các nguồn ghi ba hoặc sáu con.
  • Tai nạn 1970: năm tháng khá chắc, nhưng có nơi ghi xe máy, có nơi ghi ô tô, chưa ai tả rõ.
  • Sách do cha viết hộ: chỉ có lời kể của con trai Walter, rằng cha ông là người chấp bút cả hai cuốn sách từ ghi chép của Walter.
  • Số phận các con rùa lễ hội: chuyện bán đấu giá và hỏa hoạn cũng là lời kể.

Vì sao câu chuyện này đáng nhớ?

Theo cách đọc của kênh, con rùa không bị quên vì ý tưởng sai mà vì được trình diễn quá hay: những điệu nhảy làm báo chí yêu nó cũng khiến giới khoa học coi nó là đồ chơi. Walter cũng chưa bao giờ viết ra một lý thuyết đầy đủ để giải thích rằng hai tế bào va chạm với căn phòng đã đủ tạo ra thứ trông như ý định.

Hôm nay, những cỗ máy trò chuyện với ta trông như có ý định. Câu chuyện của Walter đặt lại một câu hỏi mở: sự sống nằm trong ruột máy, hay trên vệt sáng nó để lại? Ranh giới giữa "trông có vẻ sống" và "thật sự sống" vẫn chưa ai thấy rõ.

Câu hỏi thường gặp

Rùa của Grey Walter là gì?

Đó là những robot ba bánh có mai úp, do Grey Walter và vợ là Vivian chế tạo ở Bristol cuối thập niên 1940. Mỗi con có một mắt cảm quang xoay tròn tìm ánh sáng và một công tắc chạm để biết khi va vào vật cản.

Rùa của Walter chỉ có hai tế bào thần kinh nghĩa là gì?

Theo cách làm việc, mạch của mỗi con tương đương hai tế bào thần kinh, được làm từ hai bóng đèn điện tử và hai rơ-le. Walter dùng con số này để cho thấy hành vi phức tạp có thể đến từ rất ít linh kiện.

Rùa tự về chuồng sạc như thế nào?

Khi pin còn đầy, mắt rùa nhạy nên ngọn đèn hai mươi oát trong chuồng quá chói và nó tránh xa. Khi pin cạn, mắt kém nhạy, ánh đèn trở nên vừa đủ và rùa đi vào chuồng mà không cần một dòng lệnh nào.

Vì sao rùa của Walter bị giới khoa học bỏ quên?

Theo cách đọc của kênh, nó bị quên vì được trình diễn quá hay nên bị coi là đồ chơi, và Walter chưa bao giờ viết ra một lý thuyết đầy đủ. Đây là diễn giải, không phải kết luận đã được chứng minh.

Ai đã nối lại ý tưởng của Walter?

Nhà robot học Rodney Brooks ở MIT dựng robot từ nhiều lớp phản xạ đơn giản trong thập niên 1980. Ông kể rằng cuốn Bộ não sống của Walter nằm trên kệ sách đã định hình mình.

Nguồn tham khảo

  • Owen Holland, bài về Grey Walter trong Robotica, 2003
  • W. Grey Walter, The Living Brain (1953) và bài trên Scientific American (1950, 1951), dẫn qua Holland
  • Margaret Boden, bài trên The Rutherford Journal
  • Blog của Bảo tàng Khoa học (Science Museum), IEEE Spectrum, cyberneticzoo
  • Đại học Bristol (2008); Nature 467 (2010); Wikipedia mục William Grey Walter

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