Những gì mô phỏng vẫn mô tả sai

Mô phỏng đúng ở phần lớn hiện tượng, và chính điều đó tạo ra sự tự tin sai lầm. Năm nhóm dưới đây là những chỗ nó sai, và không may đó lại là những chỗ thao tác vật thể phụ thuộc vào nhiều nhất.

Ma sát và tiếp xúc

Đây là chỗ sai lớn nhất. Ma sát trong mô phỏng thường được mô tả bằng một hệ số duy nhất, trong khi ma sát thật thay đổi theo tốc độ, theo áp lực, theo nhiệt độ và theo tình trạng bề mặt.

Tiếp xúc còn khó hơn. Khi hai vật chạm nhau, lực xuất hiện đột ngột và phụ thuộc rất nhạy vào hình dạng vi mô của bề mặt. Thuật toán mô phỏng phải xấp xỉ điều này, và các xấp xỉ khác nhau cho kết quả khác nhau đáng kể.

Biểu hiện thực tế: chính sách học được cách gắp trong mô phỏng bằng cách bóp rất nhẹ, rồi làm rơi vật ngoài đời vì ma sát thật thấp hơn. Hoặc ngược lại, nó bóp quá mạnh và làm biến dạng vật.

Cách bù: ngẫu nhiên hoá hệ số ma sát trong dải rộng khi huấn luyện, và luôn tinh chỉnh ngưỡng lực trên máy thật.

Vật biến dạng

Vải, dây, bọt biển, thực phẩm — nhóm này mô phỏng vừa chậm vừa kém chính xác.

Lý do là trạng thái của một vật mềm không mô tả được bằng vài con số như vật cứng. Nó cần một lưới nhiều điểm, và mỗi điểm tương tác với các điểm lân cận. Chi phí tính toán tăng vọt, mà kết quả vẫn chỉ gần đúng.

Với các nhiệm vụ có vật mềm, mô phỏng vẫn hữu ích cho phần chuyển động chung — đưa tay tới đâu, tránh cái gì — nhưng phần thao tác tiếp xúc thường phải học từ dữ liệu thật.

Độ trễ và nhịp thời gian

Trong mô phỏng, lệnh có hiệu lực ngay ở bước tiếp theo. Trên máy thật, lệnh đi qua nhiều chặng và mất thời gian, và thời gian đó không cố định.

Một chính sách học trong môi trường không có độ trễ sẽ dựa vào phản hồi tức thời. Đưa ra máy thật, nó phản ứng dựa trên thông tin cũ và có thể dao động.

Đây là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất khiến chính sách chạy tốt trong mô phỏng lại rung lắc ngoài đời — và cũng là nguyên nhân dễ khắc phục nhất: thêm độ trễ giả lập vào mô phỏng, với giá trị đo được từ hệ thật, kèm một chút dao động.

Nhiễu cảm biến thật

Ảnh mô phỏng sạch sẽ và ổn định. Ảnh thật có nhiễu, có loá, có bóng đổ thay đổi theo giờ, có bụi trên ống kính, và đôi khi có khung hình bị mất.

Cảm biến lực có trôi điểm không theo nhiệt độ. Encoder có sai số nhỏ. Cáp mòn gây tín hiệu chập chờn.

Không nhóm nào trong số này xuất hiện trong mô phỏng nếu không được thêm vào có chủ ý. Vì vậy nên chủ động tiêm nhiễu vào quan sát khi huấn luyện, và quan trọng hơn là tiêm cả các dạng lỗi như mất khung hình hay giá trị trôi.

Sự xuống cấp theo thời gian

Mô phỏng luôn dùng một robot mới tinh với thông số danh nghĩa. Robot thật thì mòn dần: độ rơ tăng, ma sát khớp đổi, tay kẹp mất lực bám, camera lệch khỏi vị trí đã hiệu chỉnh.

Hệ quả là một chính sách hoạt động tốt lúc mới triển khai có thể xấu đi dần theo tháng mà không ai đổi gì trong phần mềm.

Đây là lý do các hệ thống triển khai thật cần theo dõi liên tục tỉ lệ thành công, chứ không chỉ kiểm tra một lần lúc nghiệm thu. Xu hướng giảm dần là tín hiệu cần hiệu chỉnh lại phần cứng, không phải cần huấn luyện lại mô hình.

Nói gọn: mô phỏng mô tả một thế giới không có lịch sử. Thế giới thật thì có.

Câu hỏi thường gặp

Đọc thêm trong Triển khai thực tế & thất bại và Sim2real: từ mô phỏng ra máy thật.