Почему роботы до сих пор не опередили в скорости животных

Почему они медленнее

Ученые проанализировали более сотни предыдущих исследований, а также сравнили роботов с животными по таким категориям, как мощность, каркас, приведение в действие, зондирование и контроль. Они говорят, что их выводы стали неожиданностью.

Смотрите также В Германии создали крошечных бионических робопчел, которые способны летать роем

Дело не в том, что наши самые совершенные роботы значительно отстают в какой-то одной конкретной категории. Проблема в том, что мы еще не выяснили, как совместить все эти разные элементы вместе так, как это удалось сделать природе за миллионы лет эволюции.

На системном уровне работы не так хороши. Мы сталкиваемся с компромиссами, присущими дизайну. Если мы пытаемся оптимизировать что-то одно, например, скорость движения вперед, мы можем потерять что-то другое, например, способность к повороту,
– говорит инженер-механик Каушик Джаярам из Университета Колорадо в Боулдере.

В качестве примера, Джаярам приводит робота, вдохновленного тараканом, которого он помог разработать в 2020 году. Он быстро движется вперед и назад, но испытывает трудности, когда нужно изменить направление или передвигаться по неровной поверхности.

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

Исследователи также отмечают, что даже самые маленькие насекомые превосходят большинство роботов в способности чувствовать окружающий мир и приспосабливать к нему свои действия. Гибкость и ловкость имеют решающее значение, если вы хотите двигаться быстро и безопасно.

Проблемы энергии

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

Животные в определенном смысле являются воплощением этого высшего принципа дизайна — система, которая очень хорошо функционирует вместе. Природа — очень полезный учитель,
– добавил Джаярам.

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

Исследовательская группа предлагает сосредоточиться на попытках улучшить создание "функциональных единиц", где различные элементы сочетаются так же, как в клетках животных — такие элементы, как энергия, чувствительность и движение.

Такая тактика даст больше возможностей для изучения негативных компромиссов и потенциальных свойств. Пока мы не достигнем лучшего понимания этих факторов, гепарды и тараканы все еще будут иметь преимущество.

Инженер говорит, что его огорчает тот факт, что за 200 лет интенсивной инженерной работы мы смогли отправить космические аппараты на Луну и Марс, но до сих пор не имеем роботов, которые бы значительно превосходили биологические системы в передвижении в естественной среде.