Từ một cuộc thi đua xe robot đến nghệ thuật thúc đẩy nghiên cứu khoa học

(From Urban Challenge to Scientific Research Promotion Design)

Giới thiệu: Không như các bài lạm bàn về Kinh Tế trước đây, trong bài viết này, chúng tôi sẽ không đi lan man về chính trị xã hội (nếu chỉ có chính trị xã hội mới làm bạn hứng thú thì bạn hãy dè chừng lol). Lần này, Khoa Trần, Dự Trần, và Tuyên Huỳnh (một giáo sư nửa mùa đang cầy cuốc lam lũ ở UT-Austin mới gia nhập hội Freakonomists) sẽ bình loạn một ít về khoa học công nghệ: cuộc thi đua xe không người lái (Grand Challenge) dưới góc nhìn Kinh Tế (vâng, lại một lần nữa chúng tôi nói về Thiết kế Thể chế - Mechanism Design).

Điểm tin: Trước khi bình loạn thì chúng tôi cũng phải điểm qua cho các bạn biết cuộc thi đua xe không người lái đấy là cái chết tiệt gì và tại sao nó lại nóng hổi.

Cuối tuần vừa qua, 11 đội khác nhau của Mỹ (và cả Đức) đã tranh giải đua xe đường phố ở California với tổng giải thưởng trị giá tổng cộng 3.5 triệu Mỹ kim (giải nhất $2M, giải nhì $1M, và giải ba $500K). Các đội đua này không phải là Ferrari, McLaren,… mà là các trường đại học lớn ở Mỹ như CMU, Stanford, MIT, … song kiếm hợp bích với một số đại gia bên ngoài khác như General Motors, Lockheed Martin,… vì đây là cuộc đua xe robot (autonomous vehicles) chứ không phải là đua xe F1. Quỹ nghiên cứu bộ quốc phòng Mỹ (Defense Advanced Research Projects Agency, aka. DARPA) là kẻ đứng ra tổ chức cuộc thi điên khùng này. Nhiều bạn có thễ bĩu môi bảo rằng 2 triệu Mỹ kim là cái đinh gì so với đua xe F1 mà cũng quảng cáo. Đúng là về mặt giải thưởng thì cuộc thi này chỉ là cái đinh ghỉ so với đua xe F1 nhưng chúng tôi xin nói luôn rằng đây là một cuộc đua khoa học chứ không phải là đua xe thể thao. Đến ngô nghê như tổng thống Mỹ George Bush cũng nhận thức được rằng trong khoa học thì 100 ngàn đô cũng đã là một cái búa rồi chứ đừng nói đến 2 triệu. Giải Nobel đình đám vậy mà cũng chỉ được 1.5 triệu chứ mấy.

Từ từ chúng tôi sẽ thông báo cho bạn biết đội nào thắng giải năm nay (bạn nào quan tâm chắc biết bố nó rồi còn đâu) mà sẽ luợn một tí xem lịch sử cuộc thi này có gì thú vị. Năm 2004, DARPA lần đầu tiên tổ chức cuộc đua này (lấy tên là Grand Challenge) với chặng đường dài hơn 200km xuyên qua sa mạc Mojave. Kết quả là nỗi hổ thẹn đáng chui đầu xuống đất của tất cả các đội: em Hồng Mã của CMU chạy được quãng đường dài nhất gần 12km rồi cũng phải dừng lại khóc hu hu. Không chiếc nào về đến đích!

Một năm sau (2005), khi DARPA tổ chức Grand Challenge lần 2 cũng với cùng thử thách vượt sa mạc đấy, thì có đến 5 đội về đến đích và 4 đội trong đó về đích trong khoảng thời gian giới hạn của DARPA (10 tiếng). Đây quả là một bước nhảy vọt của các đội và của công nghệ robots (Robotics) so với một năm trước đó. Một điểm đáng thú vị trong cuộc đua lần này là chiếc Stanley (ảnh bên) của đội đua Stanford do Sebastian Thrun thống soái về nhất sau pha chớp thời cơ ngoạn mục để qua mặt chiếc xe tốc hành nửa mùa H1ghlander [vii] của CMU (về thứ 3 chung cuộc, sau Stanley 20 phút) do Red Whitaker chỉ huy. Cựu binh mùa giải 2004 Sandstorm của CMU cũng góp mặt trong cuộc đua 2005 và bất ngờ về nhì (bất ngờ vì bác Red đã lập trình cho chú này phải nhường em út H1glander về trước) sau em Stanley 10 phút. CMU luôn tự hào về viện công nghệ robots (CMU Robotics Institute) và bộ môn Trí Tuệ Nhân Tạo (Artificial Intelligence) lừng danh của mình nên việc để Stanley qua mặt cả hai chiến mã của mình khiến cho Red Whitaker và cả đại học CMU muối mặt và phải thốt bằng tiếng Tàu: “Trời đã sinh Du sao còn sinh Lượng.” Mà chúng tôi sẽ có lỗi nếu không kể rằng Sebastian Thrun chính là người của CMU bị bắt cóc về Stanford hồi cuối năm 2003! Sau thắng lợi vang dội này, Sebastian nghiễm nhiên trở thành một celebrity trong giới khoa học (giống trường hợp rock star Terry Tao sau khi nhận giải Fields) [i].

Hai năm sau (2007), một thử thách khó hơn nhiều được DARPA đặt ra là các xe tự lái này phải chạy trong môi trường một thành phố và phải tuân thủ đầy đủ các luật lệ giao thông (luật California) (đọc thêm về Urban Challenge). Lần này thì có 6 đội cán đích (bao gồm CMU, Stanford, Virginia Tech, MIT, Upenn, và Cornell), trong đó 3 đội đáp ứng được yêu cầu về thời gian của DARPA là Stanford, CMU, và Virginia Tech (hiển nhiên bọn này giành 3 giải nhất, nhì, ba rồi). Bạn quan tâm về mối thâm thù Stanford-CMU và thằng nào về nhất? Chúng tôi xin nói toẹt ra luôn bây giờ là chiếc Boss của CMU về nhất, hơn bọn Stanford một tẹo (cuộc thi hồi hộp đến mãi ngày hôm sau vì các trọng tài còn phải đánh giá xem các xe có phạm luật giao thông gì không). Không lẽ sau 2 năm trốn biệt trên núi [ii], Red Whitaker cùng với cái binh đoàn rầm rộ nhất trong tất cả các đội lại không trả được thù à. Thôi kệ, cho hắn vào “Hall of Fame” cũng xứng đáng. Dù sao, giám đốc DARPA Tony Tether cũng đã cười mãn nguyện vì các đội đua hoàn thành xuất sắc chỉ tiêu đề ra.

Mechanism Design trong nghiên cứu khoa học.

Hừ hừ … đến bây giờ thì mới hầu chuyện Kinh Tế được. Cái vấn đề mà bọn tôi quan tâm ở đây là gì? Tất nhiên không phải là tính kinh tế của mối tình Thrun-Whitaker.

Các bạn có để ý rằng chỉ trong vòng 3 năm mà ngành Robotics đã có những bước nhảy vọt thần kỳ? Nếu DARPA không đứng ra phát động cuộc thi này có khi xe không người lái vẫn chỉ phổ biến trong truyện khoa học viễn tưởng hoặc phim Hollywood [iii]. Vài triệu đô giải thưởng thì cũng khiếp đấy nhưng thật ra không là gì so với bộ quốc phòng cũng như những khoản chi tiêu hàng trăm tỷ đô mà Mỹ rót sang Iraq hằng năm. Tuy nhiên, ảnh hưởng của những giải thưởng triệu đô này mang lại thì vô cùng to lớn. Cuộc thi Grand Challenge do DARPA tổ chức này đã thu hút không biết bao nhiêu chất xám đổ vào ngành Robotics và là nguyên nhân chính dẫn đến sự thăng hoa của Robotics trong những năm gần đây. Chỉ trong vài năm mà công nghệ xe hơi tự lái chuyển mình từ một câu chuyện viễn tưởng dần trở thành sự thật với tốc độ tương đối chóng mặt.

Giải thưởng này [iv] thì cũng không bõ bèn gì so với ngân sách nghiên cứu hằng năm của NSF cũng như NIH hay các research agencies khác. Không nói đâu xa, ở UT Austin cũng đã có khá nhiều dự án được tài trợ vài chục triệu USD từ NSF (ví dụ đây hoặc đây). Nhưng hiệu quả khoa học mà NSF thu được so với dự án Grand Challenge của DARPA có lẽ là tương đối thấp, thậm chí rất thấp. Lý do duy lý ở đây là gì?

Có một điều mà nhiều người biết nhưng không phải ai cũng biết là cho dù NSF có chi cho bạn 100 triệu USD để nghiên cứu trong 5 năm đi chăng nữa thì bạn cũng không thể giàu hơn bao nhiêu bởi vì bạn không thể bỏ số tiền ấy vào tài khoản riêng của mình được. Số tiền đấy sẽ do trường quản lý và nếu bạn muốn mua sắm cái gì thì bạn cũng phải xin phép thư ký (nếu bạn đòi rút một ít tiền từ quỹ đấy để đi trượt tuyết với bồ nhí thì còn lâu nó mới duyệt cho bạn). Động lực làm việc của bạn cũng vì thế cũng giảm đi. Come on, bạn đừng nghĩ rằng các nhà khoa học chân chính không muốn danh vọng, tiền, và gái đẹp [v]. Nếu bạn tò mò thì xin đọc bài viết trên New Yorker về Shing-Tung Yau vs. Perelman (hai nhà toán học được giải Fields) [vi] hoặc tìm hiểu qua các chiêu dìm đối thủ của nhà vật lý Edward Teller (người được xem là cha đẻ của bom Hydro) đối với nhà vật lý nổi tiếng khác là Robert Oppenheimer (trưởng dự án nghiên cứu bom nguyên tử đầu tiên ở Los Alamos).

Còn cái cách đãi ngộ của DARPA trong trường hợp Grand Challenge thì khác, khác hoàn toàn. Nếu thắng thì số tiền mà bạn nhận được sẽ là của bạn (cho dù bạn phải chia sẽ một ít với các thành viên trong đội) chứ không phải là tiền phải dùng để nghiên cứu. Không những thế, tiếng tăm của bạn cũng sẽ lan rộng với tốc độ chóng mặt, trong giới khoa học cũng như trong tầng lớp dân chúng không biết gì (như ba tác giả ở đây).

Bạn có thể lý luận rằng giải thưởng đấy chỉ là phụ trội chứ đằng nào bạn cũng cần tiền từ dự án (research funding) để nghiên cứu, nghĩa là NSF cũng vẫn phải và chỉ nên cho tiền bạn nghiên cứu như cách mà họ vẫn hay làm. Tôi đã nêu vấn đề này ra nhưng lão Dự vẫn thắc mắc bên dưới nên tôi sẽ viết cụ thể hơn bên dưới.

Cho nên Grand Challenge là một bài học thú vị đối với chính DARPA cũng như nhiều research agencies khác (đặc biệt là NSF và NIH). Theo tôi, Grand Challenge là một trong những sáng kiến hay nhất ở thập kỷ này [viii]. Đối với ngành của bạn thì bạn có nghĩ ra được một cuộc thi nào hoặc một sáng kiến nào tương tự để thúc đẩy nghiên cứu khoa học?

Nói đến đây tôi lại nhớ đến Mechanism Design (xin đọc thêm bài “Hiện Tượng Vàng Anh, Mechanism Design, và Nobel Kinh Tế 2007” cũng như các tranh luận xung quanh Mechanism Design). Grand Challenge là một ví dụ hay của Mechanism Design. Nếu sự kiện Vàng Anh không xảy ra cùng lúc với giải Nobel Kinh Tế 2007 thì biết đâu chúng tôi đã dùng Grand Challenge để thay thế cho Vàng Anh.

Dự Trần ném đá và Khoa Trần né

Các bạn đọc đến hết phần trên kể cũng đã dài nên tôi sẽ không nói nhiều thêm nữa. Chỉ cung cấp một sự thật cho các bạn biết là xem các đội đua thi đấu đợt vừa rồi rất buồn ngủ. Diễn biến cuộc đua được truyền trực tiếp qua mạng. Trong khi những bình luận viên liên tục tâng bốc bằng những lời vàng ý ngọc thì người xem được chứng kiến khoảng gần chục chiếc ô tô lắp đầy máy móc chạy với tốc độ vài chục km một giờ và thể hiện các cú rẽ phải rẽ trái ở các ngã tư đường. Nếu bạn là người không yêu khoa học như Khoa Trần hay Tuyên Huỳnh thì tôi dám chắc các bạn chẳng thèm xem.

(Thực ra, chỉ có những kẻ bị dụ như Dự Trần mới dí mắt vào màn hình vi tính xem xe tự động chạy rồi cuối cùng lại than chán chứ đến chuyên gia Machine Learning Tuyên Huỳnh cũng chỉ xem một chút rồi đi ngủ vì hắn chỉ quan tâm đến kết quả .)

Quay lại cái mà Khoa Trần và Tuyên Huỳnh thấy thú vị trong sự kiện này: Việc tổ chức các cuộc thi để kích thích công chúng phát huy các năng lực mà họ có là việc chẳng mới mẻ gì. Từ thời cổ đại thì việc tổ chức thi đấu trong quân đội để rèn luyện binh sĩ đã là việc thường ngày ở huyện. Vì thế theo tôi thì việc DARPA tổ chức ra các cuộc thi ô-tô-máy mà Khoa Trần và Tuyên Huỳnh mô tả ở phần trên cũng không phải là một phát minh động trời về thiết kế thể chế.

Dạo trước tôi có nghiên cứu về các hợp đồng nghiên cứu khoa học thì tôi thấy rõ là nước Mỹ vẫn dùng trò thi thố này. Trong những dự án nhạy cảm hơn là ô-tô-máy (ví dụ nghiên cứu tên lửa đạn đạo, nghiên cứu máy bay siêu tốc, nghiên cứu tàu ngầm kiểu mới…) thì họ thường chia một dự án thành nhiều modules (tạm dịch là giai đoạn) khác nhau. Đơn vị nào muốn tham gia nghiên cứu thì sẽ được tuyển lựa vòng một rồi được cấp một chút kinh phí. Sau đó họ sẽ phải cùng nghiên cứu để hoàn thành giai đoạn 1 của dự án. Các giải pháp của mỗi đơn vị sẽ được đánh giá và Bộ Quốc Phòng sẽ chọn ra khoảng 5-6 chú tốt nhất cho vào vòng hai. Cứ như vậy cho tới khi chỉ còn lại 1 hoặc 2 đơn vị được tuyển vào vòng trong cùng. Vì tính cạnh tranh rất khốc liệt như vậy, đơn vị nào được nhận funding cũng bò ra làm hết mình hòng tìm lối vào vòng trong.

Đoạn lão Dự vừa nói là đấu thầu để thực hiện dự án (mang tính Research & Development, or R&D) cho chính phủ (như dự án sản xuất chiếc máy bay chiến đấu tàng hình F35) chứ không phải là một hợp đồng nghiên cứu khoa học (academic research). Việc cạnh tranh những hợp đồng đấu thầu kiểu này bản chất khác rất nhiều so với Grand Challenge. Thứ nhất, R&D (làm ra sản phẩm cụ thể) khác với academic research (mở rộng kiến thức nhân loại), i.e. bạn chẳng giúp ích gì mấy đối với nền khoa học nói chung. Thứ hai, bạn đấu thầu rồi sau đó mới nghiên cứu sản xuất không phải bạn làm ra thành phẩm rồi mới được thầu. Thứ ba, để đạt được thầu, khả năng tài chính cơ sở, và ngoại giao chính trị quan trọng hơn rất nhiều so với khả năng đẻ ra nhiều ý tưởng hay hoặc sản xuất giỏi. Thứ tư là cái mà tôi đoán lão Dự sắp nêu ở dưới: khi nhận được thầu, chỉ có bạn mới làm dự án đấy chứ chẳng ai khác quan tâm.

Điểm khác giữa một dự án nghiên cứu mà tôi vừa mô tả với cuộc thi của DARPA là nó phổ biến cho bà con xem (vì dù gì chủ đề này cũng không nhạy cảm), và hình như DARPA không tài trợ các bên tham gia (cái này tôi không sure lắm, bác nào biết verify lại hộ phát). Các giải thưởng trong Toán học mà Khoa Trần và Tuyên Huỳnh mô tả ở trên thì rõ là không có tài trợ gì cả từ người tổ chức giải.

Verify hộ lão Dự: DARPA có tài trợ nghiên cứu cho khá nhiều đội có khả năng (gọi là track A teams). Nói thêm chút nữa: khi bạn nghiên cứu robotics hay toán học, bất cứ cái gì, thì bạn cũng cần funding riêng của bạn (xin từ NSF chẳng hạn) chứ không phải không có funding từ người tổ chức là bạn không làm khoa học được. Về cơ bản, các funding agencies bảo đảm bạn không thiếu điều kiện nghiên cứu khoa học (nếu những nghiên cứu của bạn có ý nghĩa một tí) NHƯNG vấn đề là nếu chỉ như thể thì khoa học có phát triển mạnh được không.

Nhìn những cuộc thi này như là một thành quả của Thiết kế Thể chế cũng là một cách nhìn hay. Như tôi vừa nói ở trên nó không phải là một thành quả mới mà từ hồi loài người còn chưa biết kinh tế học là gì thì người ta đã biết sử dụng nó rồi (ấy thế nhưng ở Việt Nam mình vẫn ít dùng trong khoa học đấy, tôi chỉ biết có mỗi Robocon thôi ngoài ra không thấy có cuộc thi nào khác.) Dầu vậy, việc nhìn hiện tượng này dưới góc độ thiết kế thể chế cũng tốt ở chỗ nó cho thấy nếu bạn nghĩ ra một thể chế tốt, bạn có thể cải tạo cả thế giới! Dân kinh tế đương nhiên là những người có ý thức rõ nhất về việc này và họ luôn lọ mọ nghiền ngẫm tìm cách đẻ ra các thể chế mới. Thất bại cũng nhiều nhưng thành công cũng không ít. Những ai gần đây mới tốt nghiệp, hoặc sắp tốt nghiệp Ph.D. trong ngành kinh tế thì đều biết Thị Trường Việc Làm cho giới nghiên cứu kinh tế ở Mỹ là một thị trường được tổ chức tốt nhất so với các ngành khác. Và mới gần đây thì Hiệp Hội Kinh Tế Hoa Kỳ lại giới thiệu một thể chế mới hòng nâng cao hiệu quả của thị trường (có tên là Economics Job Market Signaling). Thể chế này giúp quá trình matching giữa người đi xin việc và người đi tuyển dụng trở nên hiệu quả hơn nhiều.

Khoa Trần ném lại hột vịt lộn

Dự Trần bảo rằng thi cử thì chẳng có gì mới và hiện tại thế giới cũng có ối cuộc thi như vậy. Hoàn toàn đồng ý. Nhưng bạn không thể lấy Olympic thể thao hoặc cuộc thi robocon để đánh đồng với Grand Challenge. Trong bài này, chúng tôi muốn nói về mechanism designs để thúc đẩy nghiên cứu khoa học ở tầm cao nhất và mạnh mẽ nhất (như Grand Challenge hay Millennium Prize trong Toán Học đề cập ở trên). Ở tầm nghiên cứu khoa học thì hầu như chẳng có mấy cuộc thi có ý nghĩa cả. Đấy là lý do tại sao nhiều người thắc mắc / công kích là các em hồi xưa huy chương vàng Olympic Toán quốc tế (IMO) này nọ bây giờ chẳng có cái giải gì cả. Dự Trần có thể không đồng ý rằng Grand Challenge là một ý tưởng động trời (cũng đúng thôi vì cho đến lúc bà con mua được xe tự lái thì cuộc thi này chẳng ảnh hưởng gì đến cộng đồng kinh tế của hắn). Tuy nhiên, đối với nhiều người, Grand Challenge giúp tạo nên một bước ngoặc lớn trong ngành autonomous vehicles và khoa học công nghệ nói chung.

Tôi xin copy lại vài dòng kết đã bị lão Dự làm lu mờ. Grand Challenge là một bài học thú vị đối với chính DARPA cũng như nhiều research agencies khác (đặc biệt là NSF và NIH). Đối với ngành của bạn thì bạn có nghĩ ra được một cuộc thi nào hoặc một sáng kiến nào tương tự để thúc đẩy nghiên cứu khoa học?

Dự Trần bảo: Ném hột vịt lộn làm gì cho phí, để các chú ăn mà tăng cường sức chiến đấu ở graduate school lol.


____________________________________

Chú thích

[i] Chúng tôi xin bỏ qua một số nhân tố quan trọng khác trong cuộc đua cũng như trong mối thâm thù CMU-Stanford, như Michael Montemerlo. Ngoài ra, năm 2006 Sebastian Thrun được đại gia Google mời về nói chuyện với em út trong công ty. Sau đó thì đầu năm 2007, hắn cũng đã đầu quân cho Google theo dạng bán thời gian.

[ii] Thực ra hắn rêu rao là Stanford năm 2005 cũng rùa thôi chứ không hẳn là ở mãi trên núi . Khi Tony Tether công bố CMU về nhất và trao tấm séc khổng lồ trị giá $2M cho Red, Tony còn đá thêm rằng “this is the first time I see Red speechless!”

[iii] Có thể tôi nói quá nhưng rõ ràng là chúng ta sẽ không có những Stanley hay Boss nếu không có Grand Challenges

[iv] Còn có những khoản chi phí khác ngoài giải thưởng nữa nhưng tổng chi phí vẫn tương đối “nhỏ”

[v] Trừ một số rất ít các khoa học gia đã lên niết bàn

[vi] Đấy chỉ là một ví dụ, có thể không đúng, trong hàng tỷ các ví dụ và chúng tôi không chịu trách nhiệm về tình xác thực của bài báo trên New Yorker

[vii] Chiếc xe tốc hành H1ghlander dẫn đầu trong 3/4 đoạn đường đầu, sau đó thì tự nhiên chậm lại vì một lý do unknown (kiểu như trường hợp của người ngoài hành tinh Ronaldo ở trận chung kết France 98).

[viii] Ngoài các động cơ về tài chính và danh tiếng, việc tạo ra một cuộc chơi cũng làm cho việc nghiên cứu khoa học trở nên thú vị hơn nhiều.