Роботы начали превосходить животных во всем, кроме одной вещи — адаптируемости

Инженеры-робототехники десятилетиями работали и вложили многие миллионы долларов в исследования, пытаясь создать робота, который сможет ходить или бегать так же хорошо, как животное. Новое исследование показало, что инженерные компоненты роботов часто превосходят биологические аналоги, но животные превосходят роботов по общей функциональности системы, что указывает на интеграцию как на ключевую область для улучшения робототехники.

Несмотря на превосходство отдельных компонентов, роботы отстают от животных по общей производительности. Это означает, что в будущем робототехнике необходимо уделять больше внимания интеграции и управлению системами.

Дикая коза может преодолевать тысячи километров по пересеченной местности, горный козел может забраться буквально на отвесную скалу, находя точки опоры, которых, казалось бы, и не должно быть, а тараканы могут потерять ногу и не замедлиться, об этом говорит доктор Макс Донелан. «У нас нет роботов, способных на такую выносливость, ловкость и прочность», — добавил он.

Чтобы понять, почему и как роботы отстают от животных, междисциплинарная команда ученых и инженеров из ведущих исследовательских университетов провела детальное исследование различных аспектов бега роботов, сравнив их с аналогами у животных, и опубликовала статью в журнале Science Robotics.

В статье говорится, что по тем показателям, которые используют инженеры, биологические компоненты показали удивительно низкие результаты по сравнению с изготовленными из ткани деталями. Однако животные превосходят их в интеграции и управлении этими компонентами.

Исследователи изучили одну из пяти различных «подсистем», которые в совокупности создают бегущего робота:

• силовую,
• каркасную,
• исполнительную,
• сенсорную,
• управляющую.

Они сравнили их с биологическими аналогами. Ранее было принято считать, что превосходство животных над роботами должно быть обусловлено превосходством биологических компонентов. Оказалось, что, за небольшими исключениями, инженерные подсистемы превосходят биологические эквиваленты, а иногда и радикально превосходят их, говорит Том Либби, старший инженер-исследователь, SRI International.

Если сравнивать животных и роботов на уровне всей системы, то в плане движения животные превосходят роботов. Более оптимистично для области робототехники исследователи отметили, что если сравнить относительно короткое время, которое было затрачено на развитие робототехники, с бесчисленными поколениями животных, эволюционировавших в течение многих миллионов лет, то прогресс на самом деле был удивительно быстрым.

«Процесс будет развиваться быстрее, потому что эволюция ненаправленна», — говорит Сэм Берден, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Вашингтонского университета. — В то время как мы можем вносить коррективы в конструкцию роботов, изучать что-то в одном роботе и загружать это во всех остальных, биология не имеет такой возможности. Поэтому мы можем гораздо быстрее создавать роботов, чем эволюция, но у эволюции есть огромное преимущество».

Эффективные бегающие роботы — это не просто инженерная задача, а бесчисленное множество потенциальных возможностей их использования. Будь то решение проблем доставки, в котором колесным роботам зачастую сложно ориентироваться, проведение поисковых работ в опасных условиях или работа с опасными материалами — существует множество потенциальных применений для этой технологии.

Исследователи надеются, что это поможет направить будущее развитие робототехники, делая акцент не на создании лучшего оборудования, а на понимании того, как лучше интегрировать и контролировать существующее оборудование. Донелан заключает, что по мере того как инженеры будут осваивать принципы интеграции из биологии, работающие роботы станут такими же эффективными и надежными, как их биологические собратья.

Человекообразные роботы становятся все более популярными в робототехнической промышленности, в это время компания Boston Dynamics официально снимает с производства своего робота. Это странное решение, поскольку финансирование в эту категорию вливается сотнями миллионов.