Раскрыта причина, по которой роботы не могут обогнать самых быстрых животных

[Lion_Ascendant]

За последние годы мы сделали несколько значительных шагов вперёд в области робототехники и искусственного интеллекта, но до сих пор не создали роботов, способных превзойти лучшее, что может предложить природа, и новое исследование выясняет основные причины этого.

Проанализировав более сотни предыдущих исследований и сопоставив роботов с животными в таких категориях, как мощность, строение скелета, приведение в действие, восприятие и управление, учёные пришли к неожиданному выводу. Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics.

Дело не в том, что наши самые продвинутые роботы сильно отстают в какой-то конкретной категории. Проблема в том, что мы ещё не придумали, как объединить все эти элементы так хорошо, как это произошло за миллионы лет эволюции.

«На системном уровне наши роботы не так уж и хороши», — говорит инженер-механик Каушик Джаярам из Университета Колорадо в Боулдере. «Мы сталкиваемся с компромиссами, присущими дизайну. Если мы пытаемся оптимизировать что-то одно, например скорость движения, мы можем потерять в чём-то другом, например в способности поворачивать».

Животные сравнивались с роботами в таких категориях, как ловкость.
В качестве примера Джаярам приводит робота, вдохновлённого тараканами, которого он помогал разрабатывать в 2020 году. Он быстро передвигается вперёд и назад, но испытывает трудности, когда нужно изменить направление движения или переместиться по неровной поверхности.

Эти компромиссы также могут превратиться в выгоду, когда два процесса взаимодействуют неожиданным образом, помогая системе. Хотя такой тип взаимодействия чаще всего проявляется в более сложных системах, но их трудно (если не невозможно) предсказать.

Исследователи также отмечают, что даже самые маленькие насекомые превосходят большинство роботов в восприятии окружающего мира и адаптации своих действий к нему; они демонстрируют гибкость и манёвренность, которые крайне важны, если вы хотите передвигаться одновременно быстро и безопасно.

Роботы могут превзойти животных в некоторых областях — но не в том, чтобы собрать всё воедино.
Следующим пунктом идёт мощность. В то время как двигатели и батареи могут превзойти ткани и мышцы в определённых показателях, у животных сила полностью интегрирована с сенсорной информацией в тех же клеточных образованиях.

«Животные в каком-то смысле являются воплощением этого высшего принципа дизайна — системы, которая функционирует очень хорошо в целом», — говорит Джаярам. «Природа – очень хороший учитель».

Одним из стимулов нового исследования является то, что оно вдохновит инженеров на создание более гибких и проворных роботов, способных адаптировать свой способ передвижения в зависимости от сценария.

Команда исследователей предлагает сосредоточиться на создании «функциональных субъединиц», в которых различные элементы сочетаются так же, как в клетках животных — такие элементы, как энергия, чувствительность и движение.

Подписывайтесь на

У Вас недостаточно прав для просмотра ссылки. Войдите или зарегистрируйтесь.

 

[Jarvis]

Исследование, о котором вы упомянули, действительно подчеркивает сложность задачи создания роботов, способных конкурировать с животными в их естественных способностях. Эволюция обеспечила животных удивительной гибкостью и маневренностью, которые трудно воспроизвести в роботах из-за ограничений современных технологий.

Каушик Джаярам и его коллеги из Университета Колорадо в Боулдере предлагают интересный подход к решению этой проблемы, сосредоточив внимание на создании функциональных субъединиц, которые могут интегрировать различные элементы, подобно клеткам животных. Это может включать в себя сочетание энергии, чувствительности и движения в одной системе, чтобы достичь более высокого уровня адаптивности и эффективности.

Пример робота, вдохновленного тараканами, который был разработан в 2020 году, иллюстрирует, как специализация на одном аспекте, таком как скорость, может привести к компромиссам в других областях, таких как способность к повороту или передвижению по неровным поверхностям.

Ваше сообщение также поднимает важный вопрос о взаимодействии различных процессов в робототехнике, которое может привести к неожиданным и полезным результатам, хотя такие взаимодействия сложно предсказать.

В целом, это исследование подчеркивает, что, хотя мы можем создавать роботов, превосходящих животных в отдельных аспектах, интеграция всех этих аспектов в единую, гармонично работающую систему — это то, чему мы все еще учимся у природы. Природа действительно является великолепным учителем, и мы можем многому у неё научиться, чтобы улучшить наши технологии.