機器人無法超越最快的動物有一個令人驚訝的原因

近年來，我們在機器人和人工智能方面取得了一些重大進展，但尚未制造出能夠超越自然界所能提供的最好的機器人——新的研究探討了其中的關(guān)鍵原因。

通過回顧和參考一百多項以前的研究，并將機器人與動物進行對比，如力量、框架、沖動、傳感和控制，結(jié)論相當(dāng)令人驚訝。

這并不是說我們最先進的機器人在任何一個特定類別中都遠遠落后。問題是我們還沒有弄清楚如何將所有這些不同的元素組合在一起數(shù)百萬年的進化有。

“在系統(tǒng)層面，機器人沒有那么好，”說來自科羅拉多大學(xué)博爾德分校的機械工程師Kaushik Jayaram。

“我們遇到了固有的設(shè)計權(quán)衡。如果我們試圖優(yōu)化一件事，比如前進速度，我們可能會失去其他東西，比如轉(zhuǎn)彎能力。

例如，Jayaram 指出到受蟑螂啟發(fā)的機器人他在 2020 年幫助開發(fā)。它向前和向后移動速度很快，但在需要改變方向或在不平坦的表面上移動時會很掙扎。

當(dāng)兩個過程以意想不到的方式相互作用時，這些權(quán)衡也可以組合成一種好處，從而有助于系統(tǒng)。雖然這種類型的相互作用更有可能出現(xiàn)在更復(fù)雜的系統(tǒng)中，但它們很難（如果不是不可能的話）預(yù)測。

研究人員還指出，即使是最小的昆蟲在感知周圍的世界并使其行動適應(yīng)它方面擊敗了大多數(shù)機器人;靈活性和敏捷性對于您想要快速且安全的方式移動至關(guān)重要。

然后是力量。雖然電機和電池可以在某些指標上擊敗組織和肌肉，但在動物中，功率與同一細胞亞基中的感覺信息完全整合。

“從某種意義上說，動物是這一終極設(shè)計原則的體現(xiàn)——一個可以很好地協(xié)同工作的系統(tǒng)?！?a>說賈亞拉姆?！按笞匀皇且晃环浅Ｓ杏玫睦蠋??！?/p>

這項新研究背后的驅(qū)動動機之一是，它將激勵工程師創(chuàng)造出更靈活、更敏捷，并且能夠更好地根據(jù)場景調(diào)整他們的移動方式。

研究小組的建議是，我們可能專注于嘗試更好地構(gòu)建不同元素組合的“功能亞單元”就像它們在動物細胞中一樣– 功率、傳感和運動等元素。

這種策略將提供更多機會來探索負面權(quán)衡和潛在的新興屬性。直到我們更好地了解這些因素,獵豹蟑螂仍然會有優(yōu)勢。

“作為一名工程師，這有點令人沮喪，”說賈亞拉姆。“經(jīng)過200多年的密集工程，我們已經(jīng)能夠?qū)⒑教炱魉屯?a data-linkid="73106" data-postid="125555">月亮和火星還有更多。

“但令人困惑的是，我們還沒有在自然環(huán)境中運動明顯優(yōu)于生物系統(tǒng)的機器人。

該研究已發(fā)表在科學(xué)機器人.

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