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，結論相當令人驚訝。

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百萬年的進化有。

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

“我們遇到了固有的設計權衡。如果我們試圖優化一件事，比如前進速度，我們可能會失去其他東西，比如轉彎能力。

例如，Jayaram 指出到受蟑螂啟發的機器人他在 2020 年幫助開發。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。

當兩個過程以意想不到的方式相互作用時，這些權衡也可以組合成一種好處，從而有助于系統。雖然這種類型的相互作用更有可能出現在更復雜的系統中，但它們很難（如果不是不可能的話）預測。

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它方面擊敗了大多數機器人;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，動物是這一終極設計原則的體現——一個可以很好地協同工作的系統。”說賈亞拉姆。“大自然是一位非常有用的老師。”

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

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勢。

“作為一名工程師，這有點令人沮喪，”說賈亞拉姆。“經過200多年的密集工程，我們已經能夠將航天器送往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境中運動明顯優于生物系統的機器人。

該研究已發表在科學機器人.

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