Чому роботи досі не випередили в швидкості тварин

Чому вони повільніші

Вчені проаналізували понад сотню попередніх досліджень, а також порівняли роботів з тваринами за такими категоріями, як потужність, каркас, приведення в дію, зондування та контроль. Вони кажуть, що їхні висновки стали несподіванкою.

Дивіться також У Німеччині створили крихітних біонічних робобджіл, які здатні літати роєм

Справа не в тому, що наші найдосконаліші роботи значно відстають у якійсь одній конкретній категорії. Проблема в тому, що ми ще не з'ясували, як поєднати всі ці різні елементи разом так, як це вдалося зробити природі за мільйони років еволюції.

На системному рівні роботи не такі хороші. Ми стикаємося з компромісами, притаманними дизайну. Якщо ми намагаємося оптимізувати щось одне, наприклад, швидкість руху вперед, ми можемо втратити щось інше, наприклад, здатність до повороту,
– каже інженер-механік Каушик Джаярам з Університету Колорадо в Боулдері.

Як приклад, Джаярам наводить робота, натхненного тарганом, якого він допоміг розробити у 2020 році. Він швидко рухається вперед і назад, але відчуває труднощі, коли потрібно змінити напрямок або пересуватися по нерівній поверхні.

Ці компроміси також можуть перетворитися на перевагу, коли два процеси взаємодіють у несподіваний спосіб, що допомагає системі. Хоча такий тип взаємодії більш імовірний у складніших системах, але його важко (якщо взагалі можливо) передбачити.

Дослідники також зазначають, що навіть найменші комахи перевершують більшість роботів у здатності відчувати навколишній світ і пристосовувати до нього свої дії. Гнучкість і спритність мають вирішальне значення, якщо ви хочете рухатися швидко й безпечно.

Проблеми енергії

А ще є енергія. У той час як двигуни та акумулятори можуть перевершити тканини та м'язи за певними показниками, у тварин енергія повністю інтегрована з сенсорною інформацією в тих самих клітинних субодиницях.

Тварини в певному сенсі є втіленням цього найвищого принципу дизайну — система, яка дуже добре функціонує разом. Природа — дуже корисний вчитель,
– додав Джаярам.

Одним із головних мотивів нового дослідження є те, що воно, можливо, надихне інженерів на створення більш гнучких і спритних роботів, здатних адаптувати свій спосіб пересування залежно від сценарію.

Дослідницька група пропонує зосередитися на спробах покращити створення "функціональних одиниць", де різні елементи поєднуються так само, як у клітинах тварин — такі елементи, як енергія, чутливість і рух.

Така тактика дасть більше можливостей для вивчення негативних компромісів і потенційних властивостей. Поки ми не досягнемо кращого розуміння цих факторів, гепарди і таргани все ще матимуть перевагу.

Інженер каже, що його засмучує той факт, що за 200 років інтенсивної інженерної роботи ми змогли відправити космічні апарати на Місяць і Марс, але досі не маємо роботів, які б значно перевершували біологічні системи у пересуванні в природному середовищі.