SciRobo: животные бегают быстрее роботов за счет совершенства организма

Международная группа ученых из США и Канады выяснила, способны ли современные роботы бегать быстрее людей, животных и насекомых в естественной среде. Оказалось, что биологические организмы значительно опережают свои механические подобия, когда дело касается движения. Исследование опубликовано в научном журнале Science Robotics (SciRobo).

Выводы команды основаны на анализе десятков предыдущих работ, рассматривавших перемещения гепардов, тараканов и человека в сравнении с подобными им машинами.

Например, робот-таракан HAMR-Jr, созданные в Гарвардском университете, способен при движении по прямой набирать скорость, сравнимую со скоростью гепарда (около 100 километров в час). Однако самый заурядный таракан превосходит HAMR-Jr в маневренности и возможности передвигаться по любым типам поверхностей.

Ученые отметили, что на системном уровне роботы уступают биологическим организмам в согласованности работы своих частей. Когда инженеры увеличивают скорость движения, им приходится жертвовать способностью машины быстро менять направление.

По словам авторов исследования, организм представляет собой целостную систему, части которой обладают широким набором функций. Мышцы квадрицепсы, приводящие в движение ноги, могут напоминать приводы робота с аналогичной функцией. Но квадрицепсы производят собственную силу, расщепляя жиры и сахара, а также снабжены нейронами, которые передают информацию о давлении и болевых ощущениях.

Команда пришла к выводу, что с живыми существами теоретически могли бы сравниться роботы, каждая конечность которых представляла бы собой автономную систему с собственными датчиками, приводами и схемами управления.