RW Space

За последние годы мы сделали несколько значительных шагов вперед в области робототехники и искусственного интеллекта, но еще не создали роботов, способных превзойти все лучшее, что может предложить природа. Новое исследование выясняет ключевые причины этого.

Проанализировав и сославшись на более чем сотню предыдущих исследований, а также сравнив роботов с животными в таких категориях, как мощность, корпус, приведение в действие, чувствительность и контроль, можно сделать вывод, который оказался весьма неожиданным.

Это Дело не в том, что наши самые продвинутые роботы сильно отстают в какой-то одной конкретной категории. Проблема в том, что мы еще не придумали, как объединить все эти различные элементы вместе, как это сделали миллионы лет эволюции.

«На системном уровне роботы не так хороши», — говорит он. инженер-механик Кошик Джаярам из Университета Колорадо в Боулдере.

«Мы сталкиваемся с присущими дизайну компромиссами. Если мы попытаемся оптимизировать что-то одно, например скорость движения, мы можем проиграть в чем-то другом, например способность поворачиваться.»

В качестве примера Джаярам указывает на робота, напоминающего таракана, который он помогал разрабатывать в 2020 году. Он быстро движется вперед и назад, но с трудом справляется с задачей. пришло время изменить направление или двигаться по неровной поверхности.

Эти компромиссы также могут превратиться в преимущество, когда два процесса взаимодействуют неожиданным образом, что помогает системе. Хотя этот тип взаимодействия чаще встречается в более сложных системах, но его трудно (если вообще возможно) предсказать.

Исследователи также отмечают, что даже самые маленькие насекомые превосходят большинство роботов в сенсорных функциях. окружающий мир и адаптация к нему своих действий; гибкость и маневренность, которые имеют решающее значение, если вы хотите двигаться быстро и безопасно.

А еще есть сила. В то время как двигатели и аккумуляторы могут превосходить ткани и мышцы по определенным показателям, у животных мощность полностью интегрирована с сенсорной информацией в одних и тех же клеточных субъединицах.

«Животные в некотором смысле являются воплощением этого окончательного принципа конструкции. – система, которая очень хорошо работает вместе», — говорит Джаярам. «Природа — действительно полезный учитель».

Одной из движущих сил нового исследования является то, что оно вдохновит инженеров на создание более гибких и проворных роботов, способных лучше адаптироваться к своему образу жизни. движется в зависимости от сценария.

Исследовательская группа предлагает сосредоточиться на том, чтобы попытаться стать лучше в построении «функциональных подразделений», в которых объединяются различные элементы так же, как в клетках животных – такие элементы, как сила, чувствительность и движение.

Эта тактика предоставит больше возможностей для изучения негативных компромиссов и потенциальных новых свойств. Пока мы не добьемся лучшего понимания этих факторов, гепарды и тараканы по-прежнему будут иметь преимущество.

«Как инженер, это немного расстраивает», — говорит Джаярам. «За 200 лет интенсивных инженерных разработок мы смогли отправить космические корабли на Луну и Марс и многое другое».

«Но смущает то, что у нас еще нет роботов, которые значительно лучше, чем биологические системы при передвижении в естественной среде».

Результат исследования опубликован в журнале Science Robotics.