Роботов сравнили с людьми, чтобы определить, кто лучше работает
В кино мы привыкли видеть, что роботы во всем превосходят человека. Но насколько хороши роботы сегодня вне киноэкрана? Этому вопросу посвящено новое исследование ученых Высшей технической школы Цюриха (Швейцария), опубликованное в журнале Frontiers in Robotics and AI.
Первой научной задачей была разработка критериев, которые позволили бы провести значимое сравнение между людьми и машинами. Промышленный робот, красящий кузова автомобилей на производственной линии, делает это быстрее и точнее, чем человек. Он специально разработан для этого, но других способностей не имеет. Поэтому таких роботов исключили из исследования.
«Мы быстро пришли к роботам, которые похожи на людей, по крайней мере, анатомически. Например, роботу, у которого вместо ног ролики, было бы довольно легко катиться быстрее, чем может бежать человек, мы не хотели сравнивать яблоки с грушами», — объясняет первый автор исследования Роберт Ринер.
Были выбраны только те роботы, у которых две или четыре ноги, чтобы они также могли подниматься по ступенькам. Им также необходимо иметь стройную фигуру, чтобы проходить через двери, и высоту не менее 50 см, с руки, чтобы они могли брать предметы. Чтобы иметь возможность работать с людьми и оказывать им поддержку, они также должны быть тихими и не выделять выхлопных газов.
Первоначальный результат удивил даже исследователя. Если сравнить отдельные компоненты машин и людей (чувствительные микрофоны с ушами, камеры с глазами или приводные системы с мышцами), технические компоненты всегда оказываются лучше с точки зрения ключевых сенсомоторных свойств. Сегодня, например, используются углеродные волокна, которые тверже костей. Если не принимать во внимание другие свойства человеческой кости, например, ее способность к самовосстановлению, то техническое решение явно превосходит ее по механическим характеристикам.
Самое загадочное, как объясняет профессор, заключается в следующем: почему мы сегодня не можем построить робота из этих высококачественных компонентов, который обладал бы лучшими способностями к движению и восприятию, чем люди.
Это подводит ко второму результату: если принять во внимание сложные действия, которые приходится выполнять людям и машинам, люди, как правило, превосходят роботов. Например, робот MIT-Cheetah со скоростью 6,1 метра в секунду бежит быстрее, чем человек, бегущий трусцой. Однако у этого четвероногого робота высокое энергопотребление (973 Вт), он используется только в лабораторных условиях. Люди также значительно превосходят роботов по выносливости и времени работы.
Роботы выигрывают от выполнения определенных функций благодаря своей точности. Например, балансируя на одной ноге, роботы могут легко напрягать суставы, в то время как люди склонны немного покачиваться, что требует значительно больше энергии. Роботы также могут точно распознавать углы суставов и очень точно повторять движения.
Результаты более неоднозначны для другой функции движения — взятия предметов: хотя роботы могут брать предметы очень быстро, они пока не могут превзойти нас в отношении различных движений рук и манипулятивных навыков наших пальцев. И еще одна слабость роботов проявляется в отношении таких движений, как плавание, ползание и прыжки. Большинство людей легко способны выполнять и комбинировать несколько из этих действий. В качестве примера приводится игра в футбол: машинам еще далеко до того, чтобы вести мяч, играть головой или анализировать и интерпретировать стратегию других игроков.
По словам Ринера, следующим важным шагом в робототехнике будет приложение больших усилий в области системного проектирования и технологии автоматического управления, чтобы лучше объединить существующие мощные компоненты.
