เราปรารถนาหุ่นยนต์ที่ฉลาดพอๆ กับมนุษย์มาโดยตลอด แต่การฝึกหุ่นยนต์นั้นยากกว่าที่คิดไว้มาก วิธีการฝึกอบรมแบบเดิมๆ อาจมีราคาแพงหรือไม่ได้ผล เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้คิดค้นวิธีแก้ปัญหาอันชาญฉลาด นั่นคือลูกพี่ลูกน้องทางดิจิทัล บรรณาธิการของ Downcodes จะทำให้คุณเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำนี้ วิธีลดต้นทุนการฝึกอบรม ปรับปรุงความแข็งแกร่งของหุ่นยนต์ และขับเคลื่อนเทคโนโลยีหุ่นยนต์ไปสู่ระดับใหม่ในที่สุด
เราใฝ่ฝันมาโดยตลอดว่าจะมีหุ่นยนต์ที่ฉลาดพอๆ กับมนุษย์ ซึ่งสามารถช่วยเราทำงานบ้าน สนทนากับเรา และแม้กระทั่งมีอำนาจทุกอย่างเหมือนกับจาร์วิสใน Iron Man อย่างไรก็ตามอุดมคตินั้นเต็มไปด้วยความจริงและความเป็นจริงก็แคบมาก การสอนหุ่นยนต์ให้ทำสิ่งต่างๆ ไม่สามารถทำได้เพียงแค่ตบหัวเท่านั้น มันยากพอๆ กับการสอนให้แฟนสาวใช้เหตุผล และอาจไม่ได้ผลถึงแม้จะต้องใช้ความพยายามมากก็ตาม
เพราะ โลกแห่งความเป็นจริงนั้นซับซ้อนเกินไป และเต็มไปด้วยอุบัติเหตุและการเปลี่ยนแปลง ลองคิดดูสิ คุณต้องใช้เวลามากมายในการสอนความจริงง่ายๆ ให้กับแฟนสาวของคุณ ไม่ต้องพูดถึงการสอนหุ่นยนต์โดยไม่ต้องคิดของมนุษย์เลยเหรอ?
วิธีการฝึกอบรมหุ่นยนต์แบบดั้งเดิม นั้นมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป ต้องมีการทดลองซ้ำหลายครั้งในโลกแห่งความเป็นจริง และอาจก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย หรือไม่ได้ผลมากเกินไป และหุ่นยนต์ที่ได้รับการฝึกในสภาพแวดล้อมจำลองจะตาบอดทันทีที่มาถึงโลกแห่งความเป็นจริง เช่น เด็กปัญญาอ่อนเหมือนกัน
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้เกิดแนวคิดอัจฉริยะขึ้นมา: ลูกพี่ลูกน้องทางดิจิทัล
ลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลคืออะไร?
พูดง่ายๆ ก็คือ ลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลเปรียบเสมือนตัวแทนสำหรับวัตถุในโลกแห่งความเป็นจริง คุณสามารถคิดว่ามันเป็นโมเดลดิจิทัลที่มีการเลียนแบบสูง มีลักษณะคล้ายกับวัตถุจริงและมีฟังก์ชันคล้ายกัน แต่ไม่จำเป็นต้องเหมือนกันทุกประการ
ตัวอย่างเช่น ตู้ในโลกแห่งความเป็นจริงและลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลควรมีที่จับและเค้าโครงลิ้นชักที่คล้ายกัน แต่วัสดุและรายละเอียดอาจแตกต่างกัน ในทำนองเดียวกัน ห้องครัวในโลกแห่งความเป็นจริงและลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลควรมีการจัดวางเฟอร์นิเจอร์ที่คล้ายกัน แต่รุ่นที่เฉพาะเจาะจงอาจแตกต่างกันเล็กน้อย
เหตุใดจึงต้องรับลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลนี้ เนื่องจากมีข้อดีสองประการ:
ลดต้นทุน: ลูกพี่ลูกน้องทางดิจิทัลไม่จำเป็นต้องจำลองโลกแห่งความเป็นจริงอย่างแม่นยำเหมือนกับฝาแฝดดิจิทัล ดังนั้นจึง ง่ายกว่าและถูกกว่า ในการสร้าง
ความทนทานที่เพิ่มขึ้น: วัตถุในชีวิตจริงอาจมีลูกพี่ลูกน้องทางดิจิทัลได้หลายลูก และลูกพี่ลูกน้องเหล่านี้อาจมีความแตกต่างเล็กน้อย ซึ่งเทียบเท่ากับการให้ ข้อมูลการฝึกอบรมที่หลากหลายมากขึ้น แก่หุ่นยนต์เพื่อให้สามารถเรียนรู้ที่จะรับมือกับการเปลี่ยนแปลงต่างๆ
จะสร้างลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลโดยอัตโนมัติได้อย่างไร
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้พัฒนาระบบที่เรียกว่า ACDC ซึ่งสามารถ สร้างฉากลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลโดยอัตโนมัติจากภาพ RGB เดียว ระบบนี้เป็นข่าวดีสำหรับคนเกียจคร้าน คุณเพียงแค่ถ่ายรูป และมันจะช่วยคุณสร้างสนามฝึกซ้อมเสมือนจริงเพื่อให้หุ่นยนต์ของคุณสามารถเล่นได้
ขั้นตอนการทำงานของระบบ ACDC แบ่งออกเป็นสามขั้นตอนคร่าวๆ:
แยกข้อมูล: แยกมาสก์ของวัตถุ ข้อมูลเชิงลึก ฯลฯ จากอิมเมจ RGB อินพุต
Matching Cousins : จากข้อมูลที่แยกออกมา ให้ค้นหาโมเดลดิจิทัลจากฐานข้อมูลที่คล้ายคลึงกับวัตถุในชีวิตจริงมากที่สุด และปรับขนาดและการวางแนวของโมเดลตามหมวดหมู่และลักษณะของวัตถุ
สร้างฉาก: รวมโมเดลดิจิทัลที่ตรงกันเพื่อสร้างฉากเสมือนจริงที่สมบูรณ์ และทำการปรับเปลี่ยนทางกายภาพเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรและเหตุผลของฉาก
ลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลใช้งานได้จริงหรือ?
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้ทำการทดลองหลายชุดซึ่งแสดงให้เห็นว่า หุ่นยนต์ที่ฝึกกับลูกพี่ลูกน้องทางดิจิทัลทำงานได้ดีกว่า:
สภาพแวดล้อมจำลอง: ในสภาพแวดล้อมจำลอง หุ่นยนต์ที่ได้รับการฝึกร่วมกับลูกพี่ลูกน้องดิจิทัล มีอัตราความสำเร็จที่สูงกว่าเมื่อทำงานให้เสร็จสิ้น เช่น การเปิดประตู การเปิดลิ้นชัก และการวางชาม และสามารถปรับให้เข้ากับเฟอร์นิเจอร์รุ่นต่างๆ ได้มากขึ้น ในทางตรงกันข้าม หุ่นยนต์ที่ได้รับการฝึกแฝดดิจิทัลมักจะทำตัวโง่เขลาเมื่อพบกับเฟอร์นิเจอร์ที่พวกเขาไม่เคยเห็นมาก่อน
โลกแห่งความจริง: ในโลกแห่งความเป็นจริง หุ่นยนต์ที่ได้รับการฝึกร่วมกับลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลสามารถนำไปใช้กับสถานการณ์ในโลกแห่งความเป็นจริงได้โดยตรง โดยไม่ต้องปรับแต่งเพิ่มเติม หุ่นยนต์ที่ได้รับการฝึกแฝดดิจิทัลต้องมีการปรับเปลี่ยนเพิ่มเติมเพื่อปรับให้เข้ากับความแตกต่างในโลกแห่งความเป็นจริง
การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลได้เปิดประตูใหม่สำหรับการเรียนรู้หุ่นยนต์ หุ่นยนต์แห่งอนาคตจะฉลาดขึ้น ยืดหยุ่นมากขึ้น และปรับตัวเข้ากับโลกแห่งความจริงที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาได้ดีขึ้น
แน่นอนว่าเทคโนโลยีนี้ยังคงมีข้อจำกัดอยู่บ้าง เช่น จำนวนและประเภทของโมเดลในฐานข้อมูลยังไม่สมบูรณ์เพียงพอ และการจัดการสถานการณ์พิเศษบางอย่างยังไม่สมบูรณ์แบบเพียงพอ แต่ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและการสะสมของข้อมูล ปัญหาเหล่านี้จะค่อยๆ ได้รับการแก้ไข
โดยรวมแล้วเทคโนโลยีลูกพี่ลูกน้องดิจิทัลมีอนาคตที่สดใสและจะผลักดันวิทยาการหุ่นยนต์ไปสู่อีกระดับ ในอนาคตอันใกล้นี้ เราอาจจะสามารถมีหุ่นยนต์ที่ฉลาดพอ ๆ กับมนุษย์ได้จริงๆ
ที่อยู่โครงการ: https://digital-cousins.github.io/
ที่อยู่กระดาษ: https://arxiv.org/pdf/2410.07408
เทคโนโลยี "ลูกพี่ลูกน้องดิจิทัล" ที่นำเสนอโดยมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดมอบวิธีคิดใหม่สำหรับการฝึกหุ่นยนต์ ลดต้นทุน ปรับปรุงประสิทธิภาพ และวางรากฐานที่มั่นคงสำหรับหุ่นยนต์ที่ชาญฉลาดและยืดหยุ่นมากขึ้นในอนาคต ฉันเชื่อว่าด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง "ลูกพี่ลูกน้องดิจิทัล" จะส่งเสริมความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ยิ่งขึ้นในเทคโนโลยีหุ่นยนต์ และในที่สุดความฝันของเราในการอยู่ร่วมกันอย่างกลมกลืนกับหุ่นยนต์อัจฉริยะก็เป็นจริงได้