Γιατί τα ρομπότ δεν μπορούν να ξεπεράσουν στο τρέξιμο τα ταχύτερα ζώα; Νέα μελέτη αποκαλύπτει τον αναπάντεχο λόγο

Robot

Έχουμε κάνει κάποια σημαντικά βήματα προόδου στη ρομποτική και την τεχνητή νοημοσύνη τα τελευταία χρόνια, αλλά δεν έχουμε ακόμη κατασκευάσει ρομπότ που να μπορούν να ξεπεράσουν ό,τι καλύτερο έχει να προσφέρει η φύση – και μια νέα έρευνα διερευνά τους βασικούς λόγους.

Ανασκοπώντας και ανατρέχοντας σε περισσότερες από εκατό προηγούμενες μελέτες και συγκρίνοντας τα ρομπότ με τα ζώα σε κατηγορίες όπως η ισχύς, το πλαίσιο, η ενεργοποίηση, η ανίχνευση και ο έλεγχος, το συμπέρασμα ήταν αρκετά εκπληκτικό. Δεν είναι ότι τα πιο προηγμένα ρομπότ μας είναι πολύ πίσω σε κάποια συγκεκριμένη κατηγορία. Το πρόβλημα είναι ότι δεν έχουμε ακόμη βρει πώς να συνδυάσουμε όλα αυτά τα διαφορετικά στοιχεία μαζί τόσο καλά όσο τα εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης.

«Σε επίπεδο συστήματος, τα ρομπότ δεν είναι τόσο καλά. Πέφτουμε σε εγγενείς συμβιβασμούς στον σχεδιασμό. Αν προσπαθήσουμε να βελτιστοποιήσουμε ένα πράγμα, όπως η ταχύτητα κίνησης προς τα εμπρός, μπορεί να χάσουμε κάτι άλλο, όπως η ικανότητα στροφής» τόνισε ο ο μηχανολόγος μηχανικός Kaushik Jayaram από το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder.

Τα ζώα κατατάχθηκαν έναντι ρομπότ σε κατηγορίες όπως η ευκινησία. πηγή: Burden et al., Science Robotics, 2024

Ως παράδειγμα, ο Jayaram αναφέρει ένα ρομπότ εμπνευσμένο από κατσαρίδες, το οποίο βοήθησε να αναπτυχθεί το 2020. Είναι ταχύτατο κινούμενο προς τα εμπρός και προς τα πίσω, αλλά δυσκολεύεται όταν έρχεται η ώρα να αλλάξει κατεύθυνση ή να κινηθεί σε μια επιφάνεια που δεν είναι επίπεδη.

Αυτά τα αντισταθμιστικά οφέλη μπορούν επίσης να συνδυαστούν σε πλεονέκτημα, όταν δύο διαδικασίες αλληλεπιδρούν με απροσδόκητους τρόπους που βοηθούν το σύστημα. Αυτό το είδος αλληλεπίδρασης είναι πιο πιθανό να εμφανιστεί σε πιο πολύπλοκα συστήματα, αλλά είναι δύσκολο (αν όχι αδύνατο) να προβλεφθούν.

Οι ερευνητές επισημαίνουν επίσης ότι ακόμη και τα μικρότερα έντομα ξεπερνούν τα περισσότερα ρομπότ στο να αντιλαμβάνονται τον κόσμο γύρω τους και να προσαρμόζουν τις ενέργειές τους σε αυτόν- μια ευελιξία και ευκινησία που είναι ζωτικής σημασίας αν θέλετε να κινείστε με τρόπο που να είναι ταυτόχρονα γρήγορος και ασφαλής.

Τα ρομπότ μπορούν να νικήσουν τα ζώα σε ορισμένους τομείς. πηγή: Burden et al., Science Robotics, 2024

Στη συνέχεια, υπάρχει η δύναμη. Ενώ οι κινητήρες και οι μπαταρίες μπορούν να νικήσουν τους ιστούς και τους μυς σε ορισμένες μετρήσεις, στα ζώα η δύναμη ενσωματώνεται πλήρως με τις αισθητηριακές πληροφορίες στις ίδιες κυτταρικές υπομονάδες.

«Τα ζώα είναι, κατά μία έννοια, η ενσάρκωση αυτής της απόλυτης αρχής σχεδιασμού – ένα σύστημα που λειτουργεί πραγματικά καλά μαζί» αναφέρει ο Jayaram. «Η φύση είναι ένας πραγματικά χρήσιμος δάσκαλος».

Ένα από τα κινητήρια κίνητρα πίσω από τη νέα έρευνα που δημοσιεύθηκε στο Science Robotics, είναι ότι θα εμπνεύσει τους μηχανικούς να δημιουργήσουν ρομπότ που θα είναι πιο ευέλικτα και ευκίνητα και θα μπορούν να προσαρμόζουν καλύτερα τον τρόπο κίνησής τους ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο βρίσκονται.

Η πρόταση της ερευνητικής ομάδας είναι ότι θα μπορούσαμε να επικεντρωθούμε στην προσπάθεια να γίνουμε καλύτεροι στην κατασκευή «λειτουργικών υπομονάδων» όπου συνδυάζονται διαφορετικά στοιχεία όπως ακριβώς συμβαίνει στα κύτταρα των ζώων – στοιχεία όπως η ισχύς, η αίσθηση και η κίνηση.

Αυτή η τακτική θα παρείχε περισσότερες ευκαιρίες για τη διερεύνηση αρνητικών συμβιβασμών και πιθανών αναδυόμενων ιδιοτήτων. Μέχρι να επιτύχουμε καλύτερη κατανόηση αυτών των παραγόντων, οι γατόπαρδοι και οι κατσαρίδες θα εξακολουθούν να έχουν το προβάδισμα.

«Ως μηχανικός, είναι κάπως ενοχλητικό. Πάνω από 200 χρόνια εντατικής μηχανικής, καταφέραμε να στείλουμε διαστημόπλοια στο φεγγάρι και στον Άρη και τόσα άλλα. Όμως είναι περίεργο  ότι δεν έχουμε ακόμη ρομπότ που να είναι σημαντικά καλύτερα από τα βιολογικά συστήματα στην κίνηση σε φυσικά περιβάλλοντα» κατέληξε ο Jayaram.

Scroll to Top