ใครเคยดู The Addams Family น่าจะจำ Thing มือปริศนาที่วิ่งไปมาในบ้านด้วยนิ้วทั้งห้าได้ ตอนนี้มันมีตัวจริงแล้ว ทีม Soft Robotics Lab จาก ETH Zurich ในสวิตเซอร์แลนด์สอนมือหุ่นยนต์ที่ไม่มีแขน ไม่มีตัว ให้เดินเองด้วยปลายนิ้ว ล้มแล้วพลิกตัวกลับมาได้ ไปจนถึงยืนด้วยสี่นิ้วแล้วใช้อีกนิ้วกดคีย์บอร์ดเล่นเกม คลิปงานวิจัยกลับมาถูกพูดถึงอีกรอบในสื่อต่างประเทศช่วงนี้
มือสำเร็จรูปที่ได้งานใหม่
จุดที่น่าสนใจคือทีมไม่ได้ออกแบบมือขึ้นใหม่เพื่อให้เดินเก่ง แต่ใช้มือหุ่นยนต์ห้านิ้วที่ขายจริงจาก Wuji Technology ซึ่งมี 20 ข้อต่อที่ขยับได้ แล้วเพิ่มกล่องหนักราว 80 กรัมติดหลังมือ ข้างในมีแบตเตอรี่ เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนไหว (IMU) และ Raspberry Pi Zero น้ำหนักรวมทั้งชุดอยู่ที่ 818 กรัม ทุกอย่างอยู่บนตัวมือเอง ไม่ต้องลากสายไฟหรือสายข้อมูลตามหลัง
Amirhossein Kazemipour นักศึกษาปริญญาเอกที่นำโปรเจกต์นี้บอก IEEE Spectrum ว่าเขาอยากรู้ว่ามือหุ่นยนต์หนึ่งข้างทำอะไรได้บ้างถ้าไม่มีส่วนอื่นของหุ่นเลย และเลือกใช้มือสำเร็จรูปเพราะไม่อยากเสียความสามารถในการหยิบจับไป ซึ่งทำให้งานยากขึ้น เพราะรูปทรงของมือถูกออกแบบมาเพื่อจับของ ไม่ใช่เพื่อคลาน
สอนเดินด้วยสปริงเสมือนที่ปลายนิ้ว
หุ่นสี่ขาหรือสองขาทั่วไปมีซ้ายขวาสมมาตรกัน แต่มือคนไม่ใช่ นิ้วยาวไม่เท่ากัน และมีนิ้วโป้งที่หันคนละทาง ทีมจึงฝึกโมเดลในซิมูเลเตอร์ด้วย reinforcement learning แบบ PPO รันพร้อมกัน 4,096 สภาพแวดล้อม แล้วกำหนดตำแหน่งอ้างอิงให้ปลายนิ้วแต่ละนิ้วแยกกัน ถ้านิ้วไหนหลุดจากตำแหน่งมากเกินไปจะโดนหักคะแนนเหมือนมีสปริงดึงกลับ โดยการขยับหน้าหลังโดนหักน้อยกว่าการขยับซ้ายขวาหรือยกสูงมาก มือจึงเรียนรู้ที่จะก้าวไปข้างหน้าแทนการเซไปมา
ผลในซิมูเลเตอร์คือสูตรรางวัลแบบใหม่ทำให้มือเดินได้เร็ว 1.67 เซนติเมตรต่อวินาที เทียบกับ 1.02 เซนติเมตรต่อวินาทีเมื่อใช้สูตรที่ปรับมาสำหรับหุ่นสี่ขา ส่วนบนฮาร์ดแวร์จริง IEEE Spectrum รายงานความเร็วเฉลี่ยที่ 9 เซนติเมตรต่อวินาที
ทักษะที่ทำได้บนของจริง
- เดิน: คลานได้บน 14 พื้นผิว ทั้งหิน หญ้า กรวด พื้นไม้ ตะแกรงเหล็ก พรม และยางมะตอย เลี้ยวได้ทั้งซ้ายและขวา
- ลุกเอง: มีโมเดลแยกสำหรับพลิกตัวกลับมายืนบนปลายนิ้ว สำเร็จ 21 จาก 25 ครั้ง หรือ 84%
- กดคีย์บอร์ด: ยืนด้วยสี่นิ้วแล้วใช้อีกนิ้วกดปุ่มตามคำสั่งเล่นเกม Sokoban ถูก 29 จาก 32 คำสั่ง โดยไม่ต้องใช้กล้อง
- ดันของ: เมื่อมีกล้องจากด้านบนช่วยนำทาง มือดันลูกบาศก์หนัก 41 กรัมไปยังเป้าหมายได้ 15 ครั้งติด คลาดเป้าเฉลี่ย 17 มิลลิเมตร
แต่ละทักษะใช้โมเดลแยกกัน ทั้งสี่ตัวรันบนคอมพิวเตอร์ในตัวมือได้ และสลับไปมาตามงาน ตอนนี้คำสั่งทิศทางยังมาจากคนบังคับ มือยังไม่ได้มองหาทางเองทั้งหมด
ทำไมต้องให้มือเดินได้
Kazemipour มองว่ามือแบบนี้มีประโยชน์ในงานซ่อมบำรุงที่ต้องมุดเข้าที่แคบในโรงงาน หรืองานกู้ภัยที่หุ่นตัวใหญ่ถอดมือส่งเข้าไปสำรวจช่องที่ตัวเองเข้าไม่ได้ เขาเรียกแนวคิดนี้ว่า autonomous modular embodiments คือชิ้นส่วนของหุ่นยนต์ไม่จำเป็นต้องมีหน้าที่เดียวตลอดชีวิต จะเป็นส่วนหนึ่งของหุ่นตัวใหญ่ก็ได้ หรือแยกออกมาทำงานเองก็ได้
Masahiko Inami ศาสตราจารย์จาก University of Tokyo ที่เคยทำหุ่นมือเดินได้มาก่อนเห็นด้วยว่ามีประโยชน์ แต่ชี้ว่าถ้าจะใช้งานจริงต้องมีระบบมองเห็นในตัวและการนำทางที่ทนทานกว่านี้ ส่วนลูกศิษย์ในแล็บของเขาตั้งข้อสังเกตว่าการเดินสร้างแรงกดกับมือต่างจากการหยิบจับมาก ความทนทานของข้อต่อจึงเป็นโจทย์ต่อไป ขณะที่ Matei Ciocarlie จาก Columbia University มองว่านี่อาจเปิดทางให้หุ่นยนต์ประเภทใหม่ที่ทั้งคล่องมือ เดินบนพื้นยากได้ และยกของขนาดใกล้ตัวเองได้ในตัวเดียว
งานนี้เป็นงานวิจัย ยังไม่มีขายหรือแผนวางจำหน่ายในไทย
