Эволюция против инженерии: почему роботы не могут обогнать животных?

Несмотря на превосходные отдельные компоненты, роботы отстают от животных по общей производительности, что предполагает необходимость в будущем сосредоточиться на лучшей системной интеграции и управлении в робототехнике.

Инженеры-робототехники вкладывали многие десятилетия и огромные суммы денег в исследования с целью создания роботов, способных передвигаться подобно животным. Тем не менее факт остается фактом: многие животные могут совершать подвиги, которые для существующих роботов остаются недостижимыми.

Доктор Макс Донелан, профессор кафедры биомедицинской физиологии и кинезиологии Университета Саймона Фрейзера, отмечает:

Гну способен на тысячи километров миграции по сложному рельефу, горные козлы могут взбираться по скалам, находя опорные точки, которых, казалось бы, нет, а тараканы, потеряв ногу, не теряют скорость. У нас нет роботов, способных соперничать с животными по выносливости, ловкости и надежности.

Для понимания и количественной оценки причин, по которым роботы уступают животным, междисциплинарная группа ученых и инженеров из ведущих университетов провела тщательное исследование различных аспектов управления роботами, сравнивая их с аналогичными функциями у животных. Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics. Оно показало, что по многим критериям, используемым инженерами, биологические системы работают хуже, чем существующие детали. Однако животные преуспевают благодаря интеграции и контролю этих компонентов.

Каждый из команды изучал одну из пяти "подсистем", необходимых для создания бегущего робота — силу, каркас, привод, чувствительность и управление — и сравнивал ее с аналогичными биологическими системами. Предполагалось, что преимущество животных обусловлено превосходством биологических компонентов.

Оказалось, что, за редкими исключениями, инженерные подсистемы превосходят или даже радикально превосходят биологические аналоги. Однако, если сравнить животных и роботов с точки зрения общей системы их движения, животные намного эффективнее. Роботам еще предстоит догнать их.

Ученые отмечают, что, несмотря на продвижения в области робототехники, достигнутые за относительно короткое время, сравнивать их с бесчисленными поколениями животных, которые эволюционировали миллионы лет, сложно.

Робототехника будет развиваться быстрее, поскольку она направлена. Хотя мы можем значительно улучшить проектирование роботов и обучить одного робота чему-то, чтобы все остальные могли это использовать, биология не обладает такой возможностью. Таким образом, хотя у нас есть способы ускорения развития роботов, эволюция все еще имеет свои преимущества.

Эффективные бегущие роботы — это не только инженерная задача, они могут найти широкое применение. От решения проблемы доставки в труднодоступных местах до проведения поисковых операций в опасных условиях или работы с опасными веществами, потенциальных применений этой технологии множество.

Исследователи надеются, что их работа поможет сосредоточить внимание на дальнейшем развитии робототехники, в том числе на лучшей интеграции и управлении уже существующими компонентами. Донелан заключает: "Путем изучения биологических принципов интеграции мы сможем сделать работающие роботы столь же эффективными, маневренными и надежными, как и их биологические аналоги".

Читайте также

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Может ли искусственный интеллект чувствовать боль? Учёные обнаружили необычные реакции нейросетей

Может ли искусственный интеллект чувствовать боль? Учёные обнаружили необычные реакции нейросетей

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Greenworks представила компактный гайковёрт IW3450 с крутящим моментом до 580 Нм

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Нейросеть обучили слушать города и распознавать источники шума

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Телевизоры Samsung заподозрили в слежке за пользователями через микрофоны и скриншоты

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Метеостанция с ИИ различает 12 видов облаков

Метеостанция с ИИ различает 12 видов облаков

Живые клетки грудного молока программируют здоровье младенца

Живые клетки грудного молока программируют здоровье младенца

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Apple представила iPad mini 2026 с OLED-экраном и чипом A20 Pro — но есть нюанс

Apple представила iPad mini 2026 с OLED-экраном и чипом A20 Pro — но есть нюанс