人工智慧系统、新型合成材料和3D列印尖端技术,制造出能测量体育场的机器狗、受长腿爸爸启发的探索机器人等各种机器动物分身。但尽管投资庞大资源,机器人仍跑不过动物,科学家解释,因机器人各功能整合能力远不如动物。
《科学机器人》期刊研究分析机器人与动物运动能力差异,加拿大科学家分析机器人与动物跑步时会用到的五种功能,称为“子系统”整合运作的能力。子系统为电源、框架、驱动、感测和控制。
结果显示,机器各方面都比动物优异,如框架,与动物骨骼相比,轻质但坚固的碳纤维主体的机器人,可支撑更大重量且不会弯曲。同样,机器人电脑辅助控制系统,延迟和频宽都优于动物神经系统。
但总体看就不是这么回事了,虽然机器人有更强大、更坚固的单一性能,但动物更擅长让整体功能无缝合作,当动物和机器人在现实环境测试,就看得出明显差异。
虽然最新机器人确实能加速,甚至执行复杂动作,但流畅性和适应性,与动物相比仍相形见绌,如机器人有时可行驶在崎岖地形上,但动物可毫不费力克服泥土、雪、植被和瓦砾等障碍。
科学家表示,牛羚可在崎岖地形迁徙数千公里,山羊能爬上陡峭悬崖稳稳站在那里,蟑螂可失去一条腿却不会放慢速度,现在世界没有任何机器人有这样耐力、敏捷性和稳健性。
虽然动物几乎每个单独子系统都比机器差,但优势在控制复杂且相关功能,这种流畅互通性使动物整体性远优於单独系统表现。如果整个系统层面将动物与机器人比较,就运动性而言,动物非常惊人,机器人远远追不上。
此外,动物还有一个巨大优势,就是时间。与几十年才取得长足进步的先进机器人不同,动物已经历数十亿年进化。但机器人也以惊人速度缩小差距,有现在表现,科学家“乐观”认为机器人总有一天跑赢动物。
研究员希望这些发现帮助跑步机器人发展,也建议机器人制造商能将更多时间和精力集中零件整合,而不是追逐更强大的硬体。
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