“หุ่นยนต์สี่ขา” โชว์ความเก๋า ใช้แค่เท้าหมุนแก้ “รูบิกยักษ์” สำเร็จครั้งแรก

ทีมวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธรัฐสวิส ซูริก ซึ่งเป็นมหาวิทยาลัยของรัฐบาลสวิสเซอร์แลนด์ เผยความสำเร็จของการพัฒนาหุ่นยนต์สี่ขา ให้สามารถควบคุมวัตถุแบบลอยตัว หรือในที่นี้คือ รูบิก (Rubik) ขนาดยักษ์ และสามารถไขปริศนาแต่ละด้านได้สำเร็จ

การพัฒนาให้สามารถขยับละเอียดได้ระดับมิลลิเมตร

การพัฒนานี้ถือเป็นการแสดงความสามารถการเคลื่อนไหวที่มีความแม่นยำสูงระดับมิลลิเมตร เพราะหากเท้าพลาดไปสะกิดให้ชั้นของรูบิกหมุนผิดทิศทางแม้แต่น้อย ก็อาจทำให้แผนการแก้รูบิกทั้งหมดล้มเหลวได้ทันที

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมนักวิจัยจึงได้แบ่งโครงสร้างระบบออกเป็น 2 ส่วนหลัก คือระบบการรับรู้ และระบบการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหว พร้อมกับการติดตั้งกล้องเพื่อประเมินตำแหน่งทางเรขาคณิต และโครงสร้างสีชั่วคราวของรูบิกจากมุมมองต่าง ๆ ในระหว่างที่หุ่นยนต์เดิน หรือพลิกรูบิก

ส่วนการระบุตำแหน่ง จะใช้โมเดล แซมทรี (SAM 3) ในการแยกส่วนภาพรูบิก และใช้ข้อมูลความลึกในการประเมินตำแหน่ง จากนั้นปรับปรุงความแม่นยำด้วยระบบอัลกอริทึม ร่วมกับการตรวจสอบความสอดคล้องของเงา เพื่อกรองการประเมินที่ผิดพลาดออกไป

แปลงภาพพื้นผิวสำหรับคำนวณการขยับรูบิก

พื้นผิวรูบิกที่มองเห็นได้ จะถูกแปลงโครงสร้างเป็นตารางขนาดสามคูณสามเพื่อจำแนกสีของแต่ละช่อง โดยมีแกนสีตรงกลางที่มีสีเฉพาะตัวเป็นจุดอ้างอิงในการแก้ปัญหาความสมมาตรจากการหมุน ทำให้หุ่นยนต์สามารถประกอบภาพส่วนต่าง ๆ เข้าด้วยกัน จนได้แผนผังสีของรูบิกที่สมบูรณ์เพื่อนำไปวางแผนแก้ต่อไป

ตัวหุ่นยนต์ถูกฝึกฝนด้วยชุดทักษะหลัก 3 แบบ ได้แก่ การพลิกไปข้างหน้า, การพลิกไปข้างหลัง และการหมุนทวนเข็มนาฬิกา จากการทดสอบในระบบพบว่า โมเดลที่ประมวลผลจากกล้องจริ ทำงานได้ใกล้เคียงกับโมเดลการฝึก และยังรับมือกับตำแหน่งรูบิกที่อยู่นอกเหนือจากช่วงการฝึกได้ดีอีกด้วย

ความสำเร็จในครั้งนี้ แสดงให้เห็นว่าการรวมระบบประมวลผลการรับรู้บนตัวหุ่นยนต์ เข้ากับการประสานการเคลื่อนไหวของร่างกาย สามารถทำให้หุ่นยนต์สี่ขาทำงานเชิงกายภาพที่ซับซ้อนหลายขั้นตอนได้สำเร็จอย่างแท้จริง