Недосконалі творіння: чому навіть найрозумніші роботи досі є лише незграбними машинами

Сучасні гуманоїдні роботи є фізично неефективними, що робить їх рухи неприродними та змушує витрачати надто багато енергії.

Здається, що революція роботів уже близько, адже гуманоїдні машини вже навчились виконувати акробатичні трюки, грати в футбол та виконувати деку хатню роботу, як от завантажувати пральну машину. І здається, що залишилося тільки вдосконалити штучний інтелект, щоб машини могли працювати в реальних умовах. Проте провідні розробники роботів знають, що існує набагато глибша проблема, яку досі не вдається усунути.

Про це пише ScienceAlert.

Компанія Sony у своєму нещодавньому заклику до дослідницького партнерства наголосила на головній проблемі, яка стримує її власні машини. Зазначається, що сучасні гуманоїдні роботи та роботи, які імітують тварин, мають «обмежену кількість суглобів». Це створює «розбіжність між їхніми рухами та рухами об’єктів, яких вони імітують, що значно знижує їхню цінність».

Проблема дизайну

Основна проблема полягає в тому, що гуманоїдних роботів зазвичай проєктують на основі програмного забезпечення, яке контролює все централізовано. Цей підхід, орієнтований на «мозок», призводить до фізично неприродних машин.

Наприклад, спортсмен рухається граційно та ефективно, оскільки його тіло — це «симфонія» рухливих суглобів, гнучкого хребта та сухожиль, що працюють як пружини. Натомість гуманоїдний робот — це жорстка конструкція з металу та моторів, з’єднаних суглобами з обмеженою кількістю ступенів свободи.

Щоб боротися з вагою та інерцією свого тіла, роботи змушені щосекунди робити мільйони крихітних, енергозатратних корекцій, аби просто не впасти. Як наслідок, навіть найсучасніші гуманоїди можуть працювати лише кілька годин, перш ніж їхні батареї розрядяться.

Наприклад, робот Optimus від Tesla споживає близько 500 ватів енергії на секунду для звичайної ходьби. Людина для бігу використовує лише близько 310 ватів на секунду. Таким чином, робот витрачає майже на 45% більше енергії для виконання простішого завдання, і це вкрай неефективна робота.

«Фізичний інтелект»

На думку експертів, уся індустрія створення роботів-гуманоїдів рухається невірним шляхом. Неприродні тіла вимагають надпотужного комп’ютерного «мозку» та потужних моторів, що робить роботів важчими та ще більш енерговитратними.

Навіть найсучасніші роботи не можуть повністю адаптуватися до реальних умов. Наприклад, Atlas від Boston Dynamics не може впевнено пересуватися по нерівній, м’якій чи склизькій поверхні, оскільки його ноги не вміють «відчувати» поверхню та відповідно коригувати рухи. Він не може протиснутися крізь густі гілки, бо його тіло не може прогнутися, а потім повернутися у вихідне положення.

Наразі ця проблема є центральною у дослідженнях в галузі «механічного інтелекту» (МІ) роботів. Розробники намагаються створити для роботів «розумні тіла» і це надскладне завдання, на розв’язання якого природа витратила мільйони років.

Пошук рішення базується на принципі «морфологічного обчислення», що означає, що тіла можуть виконувати складні обчислення автоматично.

Наприклад, сухожилля в нозі зайця, що біжить, діють як «розумні пружини». Вони пасивно поглинають удар, коли лапа торкається землі, і потім вивільняють енергію для стабільного та ефективного руху, не вимагаючи великих зусиль від м’язів. Якщо такі функції будуть вбудовані в руку робота Optimus, він зможе тримати предмети, витрачаючи лише частину енергії, яка потрібна зараз.

Рішення полягає не в тому, щоб відмовитися від амбітних форм сучасних роботів, а в тому, щоб будувати їх відповідно до іншої філософії. Коли тіло робота буде фізично розумним, його мозок-ШІ зможе зосередитися на тому, що він робить найкраще: на стратегії високого рівня, навчанні та взаємодії зі світом.

«Майбутнє робототехніки полягає не в боротьбі між апаратним та програмним забезпеченням, а в їх синтезі. Завдяки використанню машинного інтелекту ми можемо створити нове покоління машин, які нарешті зможуть впевнено вийти з лабораторії в наш світ», — підсумували автори публікації.