機器人工程師們經(jīng)過幾十年的努力，投入了數(shù)百萬美元的研究經(jīng)費，試圖制造出一個能像動物一樣行走或奔跑的機器人。然而，許多動物能夠做到的事情，對于今天的機器人來說，仍然是不可能完成的。
西蒙-弗雷澤大學生物醫(yī)學生理學和運動學系教授馬克斯-多納蘭博士說："角馬可以在崎嶇的地形上遷徙數(shù)千公里，山羊可以攀爬到真正的懸崖峭壁，找到看起來根本不存在的支點，蟑螂失去一條腿也不會減速。我們還沒有任何機器人能夠具備這樣的耐力、靈活性和堅固性"。
為了了解機器人落后于動物的原因并對其進行量化，一個由頂尖研究型大學的科學家和工程師組成的跨學科團隊完成了對運行機器人各方面的詳細研究，并將其與動物的同類產(chǎn)品進行了比較，論文發(fā)表在《科學機器人學》（Science Robotics）上。論文發(fā)現(xiàn)，按照工程師們使用的衡量標準，生物部件的表現(xiàn)比人造部件差得令人吃驚。不過，動物的長處在于它們對這些部件的整合和控制。
除多納蘭博士外，團隊成員還包括華盛頓大學電子與計算機工程系副教授薩姆-伯登博士、SRI 國際公司高級研究工程師湯姆-利比、科羅拉多大學博爾德分校保羅-M-拉迪機械工程系助理教授考?？?賈亞拉姆和佐治亞理工學院鄧恩家族物理與生物科學副教授西蒙-斯龐伯格。
研究人員分別研究了五個不同"子系統(tǒng)"（動力、框架、驅(qū)動、傳感和控制）中的一個，并將其與生物等同物進行了比較。在此之前，人們普遍認為，動物之所以比機器人表現(xiàn)出色，一定是由于生物組件的優(yōu)越性。
利比說："事情的結(jié)果是，除少數(shù)例外，工程子系統(tǒng)的性能都優(yōu)于生物等同系統(tǒng)，有時甚至完全優(yōu)于它們。但同樣非常非常明顯的是，如果在整個系統(tǒng)層面上將動物與機器人進行比較，就運動而言，動物是驚人的。而機器人尚未趕上"。
研究人員指出，如果把機器人技術(shù)發(fā)展所需的相對較短的時間與千百萬年來無數(shù)代動物的進化過程相比，機器人技術(shù)的發(fā)展實際上是非常迅速的。
伯登說："進化的速度會更快，因為進化是不定向的。我們可以在很大程度上糾正我們設(shè)計機器人的方式，在一個機器人身上學到一些東西，然后把它下載到其他機器人身上，而生物學卻沒有這種選擇。因此，在設(shè)計機器人時，我們有辦法比通過進化來得更快，但進化有一個巨大的領(lǐng)先優(yōu)勢。"
有效運行的機器人不僅僅是一項工程挑戰(zhàn)，它還提供了無數(shù)潛在用途。在為人類設(shè)計的世界中，輪式機器人往往難以駕馭，無論是解決"最后一英里"的送貨難題，還是在危險環(huán)境中進行搜索或處理危險材料，這項技術(shù)都有許多潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。
研究人員希望，這項研究將有助于指導(dǎo)未來機器人技術(shù)的發(fā)展，重點不是制造更好的硬件，而是了解如何更好地集成和控制現(xiàn)有硬件。多納蘭總結(jié)說："隨著工程學從生物學中學習集成原理，運行中的機器人將變得與生物機器人一樣高效、敏捷和強大。"
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