Đề Xuất Thuật Toán Điều Khiển Hỗn Hợp Lực-Vị Trí Đầu Tiên Trên Thế Giới

Gần đây, nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã đạt được bước đột phá lớn trong lĩnh vực thuật toán robot, đề xuất "lý thuyết thống nhất về thuật toán điều khiển hỗn hợp lực-vị trí" đầu tiên trên thế giới. Thuật toán này không cần dựa vào cảm biến lực, vẫn có thể giúp robot đồng thời học cách điều khiển vị trí và lực, tỷ lệ thành công của các nhiệm vụ liên quan tăng khoảng 39,5% so với chiến lược chỉ sử dụng điều khiển vị trí. Đáng chú ý hơn, bài báo liên quan hiện đã giành được Giải thưởng Bài báo Xuất sắc tại Hội nghị Quốc tế về Học Máy cho Robot, và đây cũng là lần đầu tiên giải thưởng này được trao cho một nhóm học giả toàn quốc tịch Trung Quốc kể từ khi được thành lập.

Tại hiện trường thí nghiệm của Viện Trí tuệ Nhân tạo Phổ thông Bắc Kinh, một con robot chó bốn chân được trang bị thuật toán mới này đang thực hiện nhiệm vụ huấn luyện lau bảng một cách có trình tự. Thông qua tình huống thực tế này, các nhà nghiên cứu đã giải thích cho phóng viên về nguyên lý cốt lõi và ưu điểm nổi bật của thuật toán điều khiển hỗn hợp lực-vị trí.

Các nhà nghiên cứu cho biết, mô hình Hành động-Ngôn ngữ-Thị giác (VLA) đang được áp dụng rộng rãi hiện nay thường tỏ ra "lực bất tòng tâm" khi đối mặt với nhiều nhiệm vụ trong thực tế, vấn đề cốt lõi nằm ở chỗ hầu hết các nhiệm vụ này liên quan đến các tình huống tiếp xúc phức tạp. Ví dụ, khi lau bảng, cánh tay robot vừa phải áp sát bề mặt vừa phải duy trì áp lực thích hợp; khi đóng mở cửa tủ, cần cảm nhận chính xác cấu trúc lò xo đẩy kéo bên trong. Robot không chỉ cần biết "đi đến đâu", "với tay đến đâu" mà còn cần hiểu "nên dùng lực bao nhiêu". Trước khi có thuật toán điều khiển hỗn hợp lực-vị trí, những vấn đề này đều cần được giải quyết thông qua cảm biến lực.

Với việc ứng dụng sâu thuật toán điều khiển hỗn hợp lực-vị trí, robot không chỉ có thể thực hiện nhiều thao tác như theo dõi vị trí, tác dụng lực, theo dõi lực và tương tác mềm dẻo trong điều kiện không có cảm biến lực, nâng cao đáng kể tỷ lệ thành công của nhiệm vụ, mà còn đạt được bước đột phá quan trọng về tính an toàn trong phối hợp người-máy, đặt nền móng cho việc mở rộng các ứng dụng robot trong tương lai.

Dựa vào thuật toán đổi mới này, ranh giới khả năng của robot đang không ngừng được mở rộng. Nó không chỉ có thể hoàn thành chính xác các thao tác cơ bản như thực thi quỹ đạo, tác dụng lực, mà còn có thể kịp thời phản ứng khi cảm nhận được ngoại lực. Đặc tính này cũng vô tình nâng cao tính an toàn cho con người trong quá trình tương tác người-máy.

Ngoài việc nâng cao tính an toàn, thuật toán này còn tăng cường đáng kể sự phối hợp trong hợp tác người-máy. Trong các tình huống như cùng nhau di chuyển thùng hay đẩy xe, robot có thể giữ đồng bộ hành động với con người. Nó tăng tốc khi con người tăng tốc và dừng lại nhanh chóng khi con người dừng, đồng thời có thể điều chỉnh theo thời gian thực dựa trên trạng thái vận động khác nhau của con người. Đồng thời, thuật toán này còn có khả năng khái quát hóa tốt, ngay cả khi thay đổi các loại robot khác nhau, nó vẫn có thể được ứng dụng ổn định.