Рекордные достижения Китая в области робототехники показывают пределы человеческой скорости
В своем финальном и самом быстром забеге китайский человекоподобный робот Тяньгун Ультра (Tiangong Ultra) пробежал 100 метров за 8,86 секунды, побив мировой рекорд Усэйна Болта в 9,58 секунды. Это соответствует средней скорости робота почти 42 км/ч.
«Это замечательный шаг вперед в развитии технологий, когда человекоподобные существа могут сохранять равновесие и бегать со скоростью, недоступной для человека», — сказал Чон Мун-хён, профессор спортивной науки в Национальном университете Чуннам в Южной Корее.
Однако, по мнению других экспертов, различия между тщательно изученным рекордным забегом Болта в Берлине в 2009 году и забегами человекоподобных роботов в Пекине также подчёркивают не только возможности роботов, но и области, в которых они все ещё отстают, например, принятие решений и восприятие.
МЕДЛЕННЫЙ СТАРТ
Старт. Взрывной рывок Болта со стартовых колодок в Берлине был с молниеносной реакцией — 0,146 секунды. Стартовые колодки позволяют спринтерам генерировать горизонтальную силу в начале забега для набора скорости. Робот Тяньгун, напротив, начал движение из неуклюжей, вертикальной позы. Также во время своего рекордного забега он ждал почти целую секунду, прежде чем начать движение, по-видимому, не зарегистрировав сигнал.
«Если бы роботы могли использовать стартовые колодки, я думаю, они могли бы значительно ускориться», — сказал Иэн Хантер, профессор спортивной науки в Университете Бригама Янга и спортивный учёный из Федерации лёгкой атлетики США.
Хантер подсчитал, что Болт достиг бы отметки в пять метров почти на 2 секунды раньше, чем Тяньгун. Но затем начинают проявляться преимущества робота. Разработчик робота Тяньгун Ультра заявил, что переработал некоторые части туловища и поясницы робота, чтобы уменьшить вес и снизить усилие, необходимое для перемещения его тела во время бега. По словам Го Ицзе, менеджера отдела инноваций в области человекоподобных роботов, это также позволило улучшить двигатели роботов, диапазон движений и программное обеспечение управления.
В результате удалось добиться почти сверхчеловеческого темпа коротких шагов. Болт пробежал 100 метров за 41 шаг. При анализе видеозаписи забега, где Тяньгун впервые установил мировой рекорд, было выявлено, что он делает более 50 шагов, но эти шаги намного быстрее, чем у Болта.
Пак Сухан, профессор робототехники в южнокорейском университете Кванвун, сказал: «Походка робота, по-видимому, отражает лучшие возможности его двигателей, а не попытку имитировать человеческий спринт».
В свою очередь, Парунчая Джамкраджанг, специалист по спортивной науке из Университета Махидол в Таиланде, отметила: «Более короткие и отрывистые шаги могут помочь роботам сохранять равновесие. Они пытаются увеличить скорость, но, если шаг становится слишком широким, они падают».
НЕТ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ «СТЕНЫ», А ЕСТЬ НАСТОЯЩАЯ СТЕНА
Сила, развиваемая человеком при спринте, обеспечивается работой мышц и сухожилий в гибких суставах. Голеностопные, коленные и тазобедренные суставы поглощают силу и возвращают часть её с каждым шагом.
«Роботы быстрее вырабатывают энергию с помощью электродвигателей и редукторов», — говорит Пак Хэ-вон, профессор Южнокорейского института передовых технологий (KAIST), возглавляющий лабораторию человекоподобных роботов. — «Электродвигатель просто создаёт вращение. Ему не нужно сокращаться и растягиваться, как мышцам. Его можно просто прикрепить к суставу».
«Даже спринтеры мирового класса начинают уставать и замедляться на последних 20 метрах из-за нервно-мышечной усталости», — сказал Мэтт Бандл, эксперт по биомеханике из Университета Монтаны. «Тяньгун, похоже, не замедляется. Поскольку робот не ограничен в плане усталости, он сможет продолжать бежать».
На видео гонки видно, как Тяньгун развивает максимальную скорость на заключительном этапе своего рекордного забега, прежде чем врезаться в мягкую стену в конце.
«Ничего хорошего не получится, если мы наберём хорошую максимальную скорость, но в итоге окажемся в куче сломанных костей, потому что не сможем остановиться», — сказал Бандл.
«В будущем роботы, способные не просто увеличивать скорость, а также лучше поворачивать и принимать самостоятельные решения, произведут значительно большее впечатление», - заявила Джамкраджанг. «Смена направления или бег с принятием решения типа: „Я не буду в это врезаться “, а также замедление и снижение скорости робота. Вот такого мы ещё не видели».
