บทที่ 28 เซ่าเทียนเฉวี่ยนแบกปืนไรเฟิล? ตะลึงกันถ้วนหน้า: จะว่าไป... ก็ดูเข้ากันดีเหมือนกันนะ

บทที่ 28 เซ่าเทียนเฉวี่ยนแบกปืนไรเฟิล? ตะลึงกันถ้วนหน้า: จะว่าไป... ก็ดูเข้ากันดีเหมือนกันนะ

เจ้านี่ผลิตในประเทศงั้นหรือ?

ใบหน้าของศาสตราจารย์ถานเต็มไปด้วยความเหลือเชื่อ

หุ่นยนต์สุนัขสามารถเต้นรำได้ด้วยหรือ?

อันที่จริงแล้ว การเต้นรำถือเป็นการทดสอบที่ครอบคลุมทั้งความสามารถในการทรงตัว, ความสามารถในการตอบสนอง และความสามารถในการประมวลผลของหุ่นยนต์สุนัขไบโอนิคสี่ขาอย่างแท้จริง

ทุกการเคลื่อนไหว ตั้งแต่เริ่มขยับ ความสามารถในการประมวลผลก็เริ่มทำงาน จะรักษาสมดุลอย่างไร, ต้องใช้แรงเท่าไหร่, จะควบคุมแขนขาอย่างไร... และอื่นๆ อีกมากมาย

ทั้งหมดนี้ล้วนต้องอาศัยความสามารถในการประมวลผลเพื่อคำนวณออกมา

สุดท้ายจึงจะแสดงผลออกมาให้ทุกคนได้เห็น

ดังนั้น การเต้นรำจึงสามารถสะท้อนความสามารถในการตอบสนองของหุ่นยนต์สุนัขไบโอนิคได้อย่างตรงไปตรงมาที่สุด

"หุ่นยนต์สุนัขเต้นรำ?" ศาสตราจารย์ถานเต็มไปด้วยความคาดหวัง "ถ้าอย่างนั้นผมต้องขอดูให้เห็นกับตาสักหน่อย!"

รายงานผลการทดสอบจะบรรยายว่าสุดยอดเพียงใด

ก็ไม่เท่ากับการได้เห็นด้วยตาตัวเอง

จางหยางเอ่ยขึ้น “เซ่าเทียนเฉวี่ยน เต้นให้เราดูสักเพลงสิ...”

"ได้เลยครับเจ้านาย!"

ทันใดนั้น เซ่าเทียนเฉวี่ยนก็เริ่มเต้นรำอย่างพริ้วไหว

หุ่นยนต์สุนัขที่มีผิวโลหะมันวาว ยืนอย่างมั่นคงอยู่ใต้แสงไฟ ข้อต่อสีเทาเงินสะท้อนแสงเย็นเยียบ

ในทันทีที่อินโทรเพลง "เพียนไอ้" (ลำเอียงรัก) ดังขึ้น มันก็พลันปลดปล่อยจังหวะอันเปี่ยมด้วยชีวิตชีวาออกมา

มันเริ่มจากการงอเข่าเล็กน้อย แสงโฮโลแกรมที่ติดตั้งอยู่บนหัวกวาดไปทั่วพื้น

พร้อมกับเนื้อเพลงที่ว่า "ลบทิ้งวันวานไปให้หมดสิ้น บัดนี้เธออยู่ตรงหน้าฉัน"

ขาหน้ายกขึ้นอย่างแม่นยำ ก้านไฮดรอลิกที่ข้อต่อส่งเสียงการทำงานแผ่วเบา

ราวกับนักเต้นที่เป็นมนุษย์กำลังยืดแขนออกไป

ส่วนขาหลังก็กระทืบพื้นเบาๆ ตามจังหวะกลอง

ฝ่าเท้าโลหะกระทบกับพื้นเกิดเป็นเสียงทุ้มต่ำที่เป็นจังหวะ

ศาสตราจารย์ถานและจางหยางที่เห็นภาพนี้ต่างก็ตกตะลึงจนนิ่งงันไป

โอ้สวรรค์!

มันรักษาสมดุลได้อย่างไรกันแน่?

การเคลื่อนไหวของมันลื่นไหลมาก

เมื่อถึงท่อนฮุกที่ร้องว่า "ฉันเคยพูดแล้วว่าจะไม่หลบหนี ฉันจะทำเช่นนี้ต่อไป"

การเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์สุนัขก็พลันเร็วขึ้น ร่างกายเอียงไปด้านข้างอย่างคล่องแคล่ว

ขาหน้าไขว้กันแล้วกางออกอย่างรวดเร็ว ลวดลายบนแผ่นหลังของมันสะท้อนแสงไฟราวกับกำลังแสดงอารมณ์ที่ผันผวน

มันยังหมุนตัวครึ่งรอบตามจังหวะ โดยใช้ขาหลังรับน้ำหนักร่างกาย ส่วนขาหน้าวาดเป็นเส้นโค้งที่สวยงามในอากาศ

การหมุนของข้อต่อแม่นยำตรงตามทุกตัวโน้ต แม้แต่หางโลหะก็ยังแกว่งไกวเบาๆ ตามทำนองเพลง ราวกับกำลังแต่งเติมรายละเอียดให้กับการเต้นรำ

ในช่วงท่อนดนตรี การเคลื่อนไหวของมันช้าลง ขาหน้าแตะพื้นเบาๆ ราวกับกำลังเขย่งปลายเท้า

ศีรษะเอียงซ้ายขวาไปตามทำนองเพลงเล็กน้อย ไฟ LED ที่ดวงตาก็กะพริบตามจังหวะ ราวกับกำลังมีปฏิสัมพันธ์กับเสียงดนตรี

เมื่อถึงท่อนไคลแม็กซ์ของเพลง "ลำเอียงรักในสิ่งที่ใจเธอรัก ไม่ถามว่าดีหรือร้าย"

หุ่นยนต์สุนัขก็เงยหน้าขึ้นอย่างแรง ขาหน้ายกขึ้นสูง ใช้ขาหลังถีบตัวกระโดดขึ้นเล็กน้อย

เมื่อลงสู่พื้นก็สามารถรับน้ำหนักและเคลื่อนไหวในท่าต่อไปได้อย่างมั่นคง โครงสร้างโลหะของร่างกายไม่ปรากฏความแข็งทื่อแม้แต่น้อยในขณะเคลื่อนไหว

ตรงกันข้าม มันกลับเผยให้เห็นถึงความเฉียบคมและความงดงามอันเป็นเอกลักษณ์ของเครื่องจักร

ทุกท่วงท่าล้วนลงจังหวะอย่างแม่นยำ

ทั้งสอดคล้องกับลักษณะโครงสร้างของเครื่องจักร และยังถ่ายทอดอารมณ์ที่มุ่งมั่นและร้อนแรงของบทเพลงออกมาได้ ทำให้โลหะที่เย็นชาดูราวกับมีชีวิตชีวาขึ้นมา

เมื่อการเต้นรำจบลง

ศาสตราจารย์ถานและจางหยางต่างยืนนิ่งงันอยู่กับที่

เป็นเวลานานกว่าจะได้สติกลับคืนมา

บางทีอาจมีเพียงศาสตราจารย์ถานและคนอื่นๆ ที่เคยประสบความยากลำบากจากการ "ไม่สามารถก้าวข้ามปัญหาเรื่องความสมดุลได้ตลอดครึ่งปี"

ถึงจะเข้าใจว่าการที่หุ่นยนต์สุนัขไบโอนิคสี่ขาสามารถเต้นรำได้นั้นมีความหมายลึกซึ้งเพียงใด

ต้องรู้ว่าโมเดลไดนามิกส์ของการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตนั้นซับซ้อนอย่างยิ่ง หากจะจำลองทั้งหมดจะทำให้การประมวลผลล่าช้า

แต่ถ้าลดความซับซ้อนของโมเดลลง ก็จะสูญเสียความแม่นยำไป ทำให้ควบคุมไม่ได้เมื่อเจอกับสิ่งรบกวนที่ไม่คาดคิด

จึงทำได้เพียงอาศัยการสลับโหมดการเคลื่อนไหวหลายรูปแบบ

สลับระหว่าง "เดิน, วิ่ง, กระโดด, ปีน" ได้อย่างราบรื่น

และหุ่นยนต์จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์การควบคุมใหม่ในโหมดการเคลื่อนไหวที่แตกต่างกัน

เช่น ความถี่ในการก้าว, ค่าเกณฑ์ของแรงบิด และอื่นๆ

ในระหว่างการสลับโหมดจึงง่ายที่จะเกิดการสูญเสียความเสถียรชั่วขณะ

ตัวอย่างเช่น ขณะที่เปลี่ยนจาก "เดิน" เป็น "วิ่ง" หากเพิ่มความถี่ในการก้าวช้าเกินไป จะทำให้จุดศูนย์ถ่วงตามไม่ทันจนล้มลง

หุ่นยนต์สุนัขเซ่าเทียนเฉวี่ยนทำได้อย่างไรถึงได้มั่นคงขนาดนี้ และความสามารถในการประมวลผลก็ยังแม่นยำถึงเพียงนี้?

แล้วก็... เมื่อต้องเผชิญกับการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนและเส้นทางที่ยากลำบาก

‘เซ่าเทียนเฉวี่ยน’ สามารถ 'รับรู้' และ 'รับมือ' กับสภาพแวดล้อมที่ไม่รู้จักได้อย่างไร?

ต้องรู้ว่า สิ่งมีชีวิตสามารถรับรู้พื้นผิวถนนได้อย่างรวดเร็วผ่านการมองเห็นและการสัมผัส

เช่น พื้นโคลน, ขั้นบันได, ทางลาดชัน และปรับเปลี่ยนกลยุทธ์การเคลื่อนไหว

จากนั้นจึงเหยียบลงบนพื้นแข็งอย่างมั่นคง หลีกเลี่ยงแอ่งน้ำ

ส่วนหุ่นยนต์แบบขานั้นจำเป็นต้องก้าวข้ามคอขวดของวงจรการทำงานที่ครบถ้วนตั้งแต่ "การรับรู้สภาพแวดล้อม, การตัดสินใจ, ไปจนถึงการปฏิบัติการ"

โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่ไม่มีแผนที่ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าและภูมิประเทศที่ไม่มีโครงสร้าง เช่น ป่ารกหรือซากปรักหักพัง

ควรจะแก้ไขปัญหานี้อย่างไร?

ศาสตราจารย์ถานอุทานด้วยความทึ่ง "คนที่สร้างเซ่าเทียนเฉวี่ยนนี่มันอัจฉริยะชัดๆ!"

สามารถเอาชนะอุปสรรคหลักที่ยากที่สุดไปได้

ต้องรู้ว่า การรับรู้ทางสายตาที่ต้องใช้กล้อง, เรดาร์เลเซอร์ และอื่นๆ

จะถูกรบกวนได้ง่ายจากสภาพแวดล้อม เช่น แสงจ้า, ควันบดบัง

ทำให้ไม่สามารถระบุความแข็งของพื้นผิวถนนได้อย่างแม่นยำ

ยิ่งไปกว่านั้น การรับรู้จากการสัมผัสก็ต้องทนต่อแรงกระแทก และยังยากที่จะแยกแยะระหว่าง "พื้นผิวที่ไม่เรียบ" กับ "สิ่งกีดขวาง"

แม้จะรับรู้ข้อมูลภูมิประเทศได้ หุ่นยนต์ก็จำเป็นต้องตัดสินใจในเวลาอันสั้นว่าจะ "ปรับระยะก้าวหรือไม่, จะยกขาหลบสิ่งกีดขวางหรือไม่, จะเปลี่ยนท่าทางการเดินหรือไม่"

หากตัดสินใจช้าเกินไป ก็จะกลายเป็นการปรับตัวหลังจากที่เหยียบพลาดไปแล้ว

หากตัดสินใจผิดพลาด ก็จะเสียสมดุลทันที

ทว่า เซ่าเทียนเฉวี่ยนกลับสามารถหลีกเลี่ยงจุดบอดเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์แบบ

และก้าวเดินออกมาเป็น "ท่าเต้น" ที่แม่นยำ

ยอดเยี่ยมเกินไปแล้ว

ก่อนหน้านี้ ศาสตราจารย์ถานและทีมงานเคยจำลองสถานการณ์ไว้ว่า: ขณะที่หุ่นยนต์สี่ขาปีนบันได มันจำเป็นต้องทำตามเงื่อนไข "ปลายเท้าเหยียบลงบนขอบบันไดอย่างแม่นยำ", "มุมการเอนตัวไปข้างหน้าต้องสอดคล้องกับความชันของบันได", "แรงบิดของขาทั้งสองข้างต้องประสานกัน" ได้พร้อมกัน

หากขั้นตอนใดขั้นตอนหนึ่งผิดพลาดก็จะทำให้ล้มเหลวทันที

แต่ ‘เซ่าเทียนเฉวี่ยน’ ที่เดินตามจางหยางมาเมื่อครู่นี้ กลับดูเป็นปกติเหมือนสุนัขจริงๆ

สิ่งนี้ทำให้ศาสตราจารย์ถานทึ่งและนับถือจนอยากจะคารวะ

"คุณว่า... เขาออกแบบมันมาได้อย่างไรกันนะ?"

ศาสตราจารย์ถานศึกษาโครงสร้างทางกลและระบบขับเคลื่อนของเซ่าเทียนเฉวี่ยนด้วยความอยากรู้

ก่อนหน้านี้พวกเขาพยายาม "หาจุดสมดุลระหว่าง 'การเลียนแบบสิ่งมีชีวิต' กับ 'ความเป็นไปได้ทางวิศวกรรม'" มาโดยตลอด

แต่ก็ไม่เคยมีความก้าวหน้าอย่างก้าวกระโดด ทดสอบไป 112 ครั้งก็ยังล้มเหลว

"เจ้าเซ่าเทียนเฉวี่ยนนี่มันทำได้ยังไงกันนะ?"

ระบบการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตมีคุณสมบัติ "ความหนาแน่นของกำลังสูง, ความยืดหยุ่นสูง, และทนต่อแรงกระแทก"

ส่วนโครงสร้างทางกลของหุ่นยนต์จำเป็นต้องมีการประนีประนอมระหว่างน้ำหนัก, ความแข็งแรง และความยืดหยุ่น

นี่คือคอขวดหลักในระดับฮาร์ดแวร์

ตัวอย่างเช่น กล้ามเนื้อของสิ่งมีชีวิตสามารถ "ขับเคลื่อนแบบยืดหยุ่น" ได้

ส่วนวิธีการขับเคลื่อนที่ใช้กันทั่วไปในหุ่นยนต์คือ "มอเตอร์+ชุดเกียร์ทดรอบ"

ซึ่งมักจะขาดความยืดหยุ่น

หากชุดเกียร์ทดรอบแบบแข็งไม่สามารถปรับแรงบิดได้อย่างรวดเร็ว

หรือมีความหนาแน่นของกำลังต่ำ

หากมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนแบบยืดหยุ่นมีน้ำหนักมากเกินไป ก็จะทำให้น้ำหนักรวมของหุ่นยนต์เกินมาตรฐาน ส่งผลต่อระยะเวลาการใช้งาน

ประกอบกับหากข้อต่อของหุ่นยนต์ต้องการองศาอิสระที่มากขึ้น ก็จะทำให้โครงสร้างซับซ้อนและน้ำหนักเพิ่มขึ้น

หากหุ่นยนต์สี่ขามีขาละ 3 ถึง 4 ข้อต่อ ขาทั้งสี่ข้างก็จะต้องมี 12 ถึง 16 ข้อต่อ

แต่ละข้อต่อต้องมีมอเตอร์และเซ็นเซอร์ ซึ่งจะทำให้น้ำหนักรวมเกิน 50 กิโลกรัมได้ง่าย ยากต่อการพกพา

หากลดองศาอิสระลง ก็จะสูญเสียความยืดหยุ่นในการเคลื่อนไหว

"แต่การออกแบบของเซ่าเทียนเฉวี่ยนมันแยบยลเกินไป!"

ทุกการออกแบบล้วนลงตัวพอดี

ศาสตราจารย์ถานมองดูเซ่าเทียนเฉวี่ยนราวกับกำลังชื่นชมผลงานศิลปะชิ้นหนึ่ง

"แต่ไม่รู้ว่าระยะเวลาการใช้งานของมันจะนานแค่ไหน?"

จางหยางตอบ “ตามคู่มือระบุว่าใช้งานต่อเนื่องได้ 24 ชั่วโมง แต่ถ้าเคลื่อนไหวในท่ายาก จะใช้งานได้ 16 ชั่วโมงครับ”

"ความสามารถในการใช้งานต่อเนื่องขนาดนี้ถือว่าสุดยอดมากแล้ว เหนือกว่าหุ่นยนต์ไบโอนิคส่วนใหญ่ในตลาด"

"ไม่นึกเลยจริงๆ ว่าปัญหาที่เราแก้ไม่ได้ เซ่าเทียนเฉวี่ยนกลับแก้ได้ทั้งหมด!"

"ฮ่าๆ เจ้าเซ่าเทียนเฉวี่ยนนี่มันสุดยอดจริงๆ!"

อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดของหุ่นยนต์ไบโอนิคแบบขาไม่ใช่ปัญหาทางเทคนิคเพียงอย่างใดอย่างหนึ่ง แต่คือความสมดุล, ความยืดหยุ่น, ความสามารถในการปรับตัว และระยะเวลาการใช้งาน

การที่มุ่งเน้นความยืดหยุ่นมากเกินไป ก็จะทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นและระยะเวลาใช้งานลดลง

การที่มุ่งเน้นความสามารถในการปรับตัวกับภูมิประเทศที่แข็งแกร่งขึ้น ก็จะทำให้การประมวลผลล่าช้าและความเสถียรลดลง

การที่มุ่งเน้นระยะเวลาการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ก็จะสูญเสียประสิทธิภาพในการเคลื่อนไหว

แต่เซ่าเทียนเฉวี่ยนที่ซูเฉินออกแบบมานั้นได้เลือกทางสายกลาง และค้นพบจุดสมดุลที่สมบูรณ์แบบ

เก็บเอาส่วนที่เป็นแก่นแท้และขจัดส่วนที่ไม่จำเป็นออกไป

ผสานรวมการแก้ปัญหาในจุดที่ศาสตราจารย์ถานเคยพบเจอมา แล้วนำข้อดีมาเสริมข้อด้อย

เขายิ่งนับถือผู้ผลิตหุ่นยนต์สุนัขเซ่าเทียนเฉวี่ยนมากขึ้นเรื่อยๆ

ยิ่งไปกว่านั้น จากการศึกษา ศาสตราจารย์ถานพบว่าการออกแบบของเซ่าเทียนเฉวี่ยนเน้นไปที่การปรับอัลกอริทึมควบคุมให้เหมาะสมที่สุด, การตัดสินใจแบบเรียลไทม์ที่สามารถเรียนรู้เชิงลึกได้, เทคโนโลยีการขับเคลื่อนด้วยไฮดรอลิกแบบใหม่, และแหล่งพลังงานที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง

ในขณะเดียวกัน ก็ได้ผสมผสานศาสตร์แขนงต่างๆ เข้าด้วยกัน ทั้งวิศวกรรมเครื่องกล, วิทยาการควบคุม, วัสดุศาสตร์, และปัญญาประดิษฐ์

นำเทคโนโลยีทั้งหมดมาผสมผสานกันได้อย่างลงตัว

ซึ่งเป็นเรื่องที่ไม่ง่ายเลย

ต้องรู้ว่า ทีมของพวกเขาใช้เวลาวิจัยมาครึ่งปี แต่ยังไม่เห็นหนทางเลย

"ฮ่าๆ ดี, ดี, ดีมาก!"

ศาสตราจารย์ถานพูดคำว่า "ดี" ออกมาสามครั้งซ้อน ตอนนี้เขามองเซ่าเทียนเฉวี่ยนแล้วยิ่งรู้สึกชอบมากขึ้นเรื่อยๆ

ทันใดนั้น

เขาเอ่ยปากขึ้น "ทำไมผมถึงรู้สึกว่าเซ่าเทียนเฉวี่ยนตัวนี้มันยังขาดอะไรไปบางอย่างนะ?"

จางหยางพลันเกิดความคิดขึ้นมา “คุณว่า... ถ้าเราเอาปืนไรเฟิลมาติดให้เซ่าเทียนเฉวี่ยนจะเป็นอย่างไรครับ?”