Robottitekniikka on todistanut vuosikymmeniä kestäneen säälimättömän ponnistelun ja huomattavia taloudellisia investointeja sellaisen mekaanisen ihmeen luomiseksi, joka vastaa elävien olentojen veturikykyä. Näistä ponnisteluista huolimatta karu todellisuus jatkuu: monet eläimet tekevät vaivattomasti tekoja, jotka ovat nykyajan robottien ulottumattomissa.
“Ajattele gnuua, joka kulkee tuhansia kilometrejä jylhässä maastossa, vuorivuohia, joka hilseilee huimaa kallioita näennäisen helposti, tai lannistumatonta torakkaa, joka liikkuu nopeasti jopa raajan menettämisen jälkeen”, huomauttaa tohtori Max Donelan, Simon Fraserin yliopiston biolääketieteen laitoksen valokeila. Fysiologia ja kinesiologia.
“Emme ole vielä nähneet robottien osoittavan tällaista kestävyyttä, ketteryyttä ja joustavuutta.”
Johtavien tutkimuslaitosten tutkijoiden ja insinöörien koalitio suoritti perusteellisen tutkimuksen pyrkiessään selvittämään tämän ristiriidan syitä ja arvioimaan robottien ja eläinten välistä kuilua. Heidän tutkimuksensa, jotka on kuvattu Science Robotics -lehdessä julkaistussa artikkelissa, paljastavat yllättävän paljastuksen: teknisten mittareiden avulla arvioituna biologiset elementit haalistuvat usein synteettisiin vastineisiinsa verrattuna.
Ydin on kuitenkin eläinten taitavuudessa integroida ja hallita näitä komponentteja saumattomasti.
Maineikas tiimi, johon kuuluivat valovoimat, kuten tohtori Sam Burden Washingtonin yliopistosta, tohtori Tom Libby SRI Internationalista, tohtori Kaushik Jayaram Colorado Boulderin yliopistosta ja tohtori Simon Sponberg Georgian teknillisestä instituutista. tutki viisi erillistä “alijärjestelmää”, jotka ovat olennainen osa juoksevien robottien toiminnallisuutta – Power, Frame, Actuation, Sensing ja Control – asettaen ne rinnakkain niiden biologisten analogien kanssa.
Aikaisemmin perinteinen viisaus saneli, että eläinten ylivoima johtui biologisten ainesosien luontaisesta erinomaisuudesta.
“Yllättäen useimmissa tapauksissa suunnitellut osajärjestelmät ylittävät biologiset vastineensa – ja joissakin tapauksissa ero on hämmästyttävä”, Libby vakuuttaa.
“Silti yksiselitteinen todellisuus säilyy: kun on kyse kokonaisvaltaisesta liikkumisesta, eläimet hallitsevat, kun taas robotit jäävät perässä.”
Robotiikan osalta rohkaisevasti tutkijat korostivat, että huolimatta suhteellisen lyhyestä ajanjaksosta, jonka aikana robotiikka on kehittynyt biologisen evoluution aikakausiin nähden, edistys on ollut kiitettävän nopeaa.
“Robotiikan kehitysvauhti on valmis kiihtymään, koska kykymme korjata ja hioa suunnitteluvirheitä nopeasti ja levittää tietoa eri robottialustoille”, Burden selittää.
“Toisin kuin evoluutio, joka toimii ilman suuntaa, iteratiivinen suunnittelutapamme antaa meille nopean edistymisen edun. Siitä huolimatta on välttämätöntä tunnustaa, että evoluutiolla on ylitsepääsemätön etumatka.”
Pelkän teknologisen valloituksen alan lisäksi taitavilla juoksevilla roboteilla on monenlaisia vaikutuksia.
Kierretäänpä “viimeisen kilometrin” toimituksen logistiset ongelmat ihmiskeskeisissä ympäristöissä, jotka osoittautuvat usein ylitsepääsemättömiksi pyöräilijöille, tiedustelut vaarallisissa maastoissa tai vaarallisiin materiaaleihin liittyvien riskien vähentäminen, sovellukset ovat rajattomat.
Tutkijat haluavat, että heidän tutkimuksensa toimisi majakana, joka ohjaa robotiikkaa tulevia edistysaskeleita, ja se ei puolustele ylivertaisen laitteiston tavoittelua, vaan integraatio- ja ohjausmekanismien syvempää ymmärtämistä. Donelan kiteyttää: “Koska tekniikka imee biologian integrointiperiaatteet, juoksevat robotit ovat valmiita jäljittelemään biologisten vastineidensa tehokkuutta, ketteryyttä ja joustavuutta.”
