Miksi robotit eivät voita eläimiä?

Robotiikkainsinöörit ovat työskennelleet vuosikymmeniä ja sijoittaneet miljoonia tutkimusdollareita yrityksiin luoda robotti, joka voi kävellä tai juosta yhtä hyvin kuin eläin. Ja silti on totta, että monet eläimet pystyvät tekemään urotekoja, jotka olisivat mahdottomia nykyisille roboteille.

"Gnuu voi vaeltaa tuhansia kilometrejä epätasaisessa maastossa, vuorivuohi voi kiivetä ylös kirjaimellisesti kalliolle ja löytää jalansijat, jotka eivät edes näytä olevan siellä, ja torakat voivat menettää jalan eivätkä silti hidasta vauhtiaan", sanoo Simon Fraser Universityn professori Max Donelan. "Meillä ei ole robotteja, jotka pystyvät mihinkään tällaiseen kestävyyteen, ketteryyteen ja robustisuuteen."

Ymmärtääkseen, miksi robotit ovat jäljessä eläimistä, ja kvantifioidakseen kuinka robotit ovat jäljessä eläimistä, poikkitieteellinen ryhmä tutkijoita ja insinöörejä suoritti yksityiskohtaisen tutkimuksen robottien juoksemiseen liittyvistä eri näkökohdista ja vertasi niitä vastaaviin eläimiin.

Tutkijat setvivät kukin yhden viidestä erilaisesta "alijärjestelmästä", jotka yhdessä luovat juoksevan robotin - voimaa, kehoa, käyttöä, tunnistusta ja ohjausta - ja vertasivat niitä biologisiin vastineisiinsa. Aikaisemmin oli yleisesti hyväksyttyä, että eläinten robotteja parempi suorituskyky johtuu biologisten komponenttien paremmuudesta.

"Kävi kuitenkin ilmi, että vain pieniä poikkeuksia lukuun ottamatta tekniset osajärjestelmät toimivat paremmin kuin biologiset vastineet - ja joskus jopa radikaalisti paremmin", Tom Libby sanoo. "Mutta sekin, mikä on hyvin, hyvin selvää, on se, että jos vertaa eläimiä robotteihin koko järjestelmän tasolla, eläimet ovat liikkeen kannalta uskomattomia. Ja robotit eivät ole vielä päässeet tasoihin."

Robotiikka-alaan optimistisemmin katsoen tutkijat puolustautuivat, että jos verrataan sitä suhteellisen lyhyttä aikaa, jonka robotiikka on joutunut kehittämään teknologiaansa lukemattomiin eläinsukupolviin, jotka ovat kehittyneet miljoonien vuosien aikana, edistyminen on itse asiassa ollut huomattavan nopeaa.

"Se liikkuu nopeammin, koska evoluutio on ohjaamatonta", Burden sanoo. ”Vaikka voimme korjata robottien suunnittelua ja oppia jotain yhdessä robotissa ja ladata sen jokaiseen toiseen robottiin, biologialla ei ole tätä mahdollisuutta. Joten on tapoja, joilla voimme liikkua paljon nopeammin, kun suunnittelemme robotteja muuten kuin evoluution kautta – mutta evoluutiolla on valtava etumatka.”

Tutkijat toivovat, että tämä tutkimus auttaa ohjaamaan robottiteknologian tulevaa kehitystä painottaen ei vain paremman laitteiston rakentamista, vaan ymmärtämään, kuinka olemassa olevaa laitteistoa voidaan integroida ja hallita paremmin. Donelan päättelee: "Kun tekniikka oppii integraatioperiaatteet biologiasta, juoksevista roboteista tulee yhtä tehokkaita, ketteriä ja kestäviä kuin niiden biologiset vastineet."

Aiheesta aiemmin:

Robotti tarttuu lihanpalaan ja keskustelee kaverinsa kanssa

Älykkäät mikrorobotit kävelevät itsenäisesti

Parveilevaa ja loikkivaa robottitekniikkaa