為何機器人跑不贏動物 研究:硬體強但整合遠不如生物

(首圖來源:Flickr/Justin Jensen CC BY 2.0)
(首圖來源:Flickr/Justin Jensen CC BY 2.0)

【文‧黃嬿】

人工智慧系統、新型合成材料和 3D 列印尖端技術,製造出能測量體育場的機器狗、受長腿爸爸啟發的探索機器人等各種機器動物分身。但儘管投資龐大資源,機器人仍跑不過動物,科學家解釋,因機器人各功能整合能力遠不如動物。

《科學機器人》期刊研究分析機器人與動物運動能力差異,加拿大科學家分析機器人與動物跑步時會用到的五種功能,稱為「子系統」整合運作的能力。子系統為電源、框架、驅動、感測和控制。

結果顯示,機器各方面都比動物優異,如框架,與動物骨骼相比,輕質但堅固的碳纖維主體的機器人,可支撐更大重量且不會彎曲。同樣,機器人電腦輔助控制系統,延遲和頻寬都優於動物神經系統。 

但總體看就不是這麼回事了,雖然機器人有更強大、更堅固的單一性能,但動物更擅長讓整體功能無縫合作,當動物和機器人在現實環境測試,就看得出明顯差異。

雖然最新機器人確實能加速,甚至執行複雜動作,但流暢性和適應性,與動物相比仍相形見絀,如機器人有時可行駛在崎嶇地形上,但動物可毫不費力克服泥土、雪、植被和瓦礫等障礙。 

科學家表示,牛羚可在崎嶇地形遷徙數千公里,山羊能爬上陡峭懸崖穩穩站在那裡,蟑螂可失去一條腿卻不會放慢速度,現在世界沒有任何機器人有這樣耐力、敏捷性和穩健性。

雖然動物幾乎每個單獨子系統都比機器差,但優勢在控制複雜且相關功能,這種流暢互通性使動物整體性遠優於單獨系統表現。如果整個系統層面將動物與機器人比較,就運動性而言,動物非常驚人,機器人遠遠追不上。

此外,動物還有一個巨大優勢,就是時間。與幾十年才取得長足進步的先進機器人不同,動物已經歷數十億年進化。但機器人也以驚人速度縮小差距,有現在表現,科學家「樂觀」認為機器人總有一天跑贏動物。

研究員希望這些發現幫助跑步機器人發展,也建議機器人製造商能將更多時間和精力集中零件整合,而不是追逐更強大的硬體。 

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