За последние годы робототехника, безусловно, показала тот еще скачок в развитии. Но вот чего пока не удалось сделать создателям роботов, так это превзойти природу. В частности, они не смогли научить свои изобретения бегать с приличной скоростью. Но что мешает? Чтобы ответить на этот вопрос, инженеры-механики проанализировали сотню предыдущих исследований и противопоставили роботов животным в таких категориях как мощность, чувствительность, контроль и другие. Вывод, который они сделали, оказался весьма неожиданным.
Как пишут исследователи в своей работе, опубликованной в журнале Science Robotics, дело не в том, что самые продвинутые роботы значительно уступают животным в какой-то конкретной категории, а в том, что инженеры еще не придумали, как объединить эти различные элементы. Да чего там — самой эволюции на это понадобились миллионы лет.
Сейчас робототехникам то и дело приходится идти на компромиссы, присущие дизайну. Например, если они попытаются оптимизировать скорость движения, то рискуют потерять способность поворачиваться. И так каждый раз: одно усиливаешь — другое теряется.
В качестве примера инженер-механик Каушик Джаярам (Kaushik Jayaram) из Университета Колорадо в Боулдере приводит робота, вдохновленного тараканом, к созданию которого сам приложил руку в 2020 году. Робот этот двигался быстро хоть вперед, хоть назад, но стоило ему начать разворот или оказаться на неровной поверхности, как все его показатели скорости заметно снижались. Естественно, у самих тараканов (да и других насекомых) способность к восприятию окружающего мира и адаптация к нему куда завиднее, чем у роботов. А вместе с ними — гибкость и маневренность, которые имеют решающее значение, если вы хотите двигаться быстро и безопасно.
По словам механиков, животные — идеальное воплощение дизайна, где все системы идеально функционируют вместе. Что же касается роботов, то с ними над этой задачей еще работать и работать. Возможно, новое исследование вдохновит инженеров на создание более гибких и проворных роботов, способных лучше адаптировать свой способ передвижения в зависимости от сценария.
В частности, исследовательская группа предлагает сосредоточиться на попытках улучшить создание «функциональных субъединиц», в которых различные элементы, такие как сила, чувствительность и движение, комбинируются так же, как в клетках животных. Эта тактика предоставит больше возможностей для изучения негативных компромиссов и потенциальных новых свойств. Ну, а пока и у гепардов, и у тараканов по-прежнему есть заметные преимущества перед роботами.
