近年来，我们在机器人和人工智能方面取得了一些重大进展，但还没有制造出能够超越自然界所能提供的最佳机器人——新的研究探索了其中的关键原因。
通过回顾和参考一百多项先前的研究，并将机器人与动物在动力、框架、驱动、传感和控制等类别中进行对比，得出的结论相当令人惊讶。
并不是说我们最先进的机器人在任何一个特定类别中都远远落后。问题是，我们还没有弄清楚如何将所有这些不同的元素结合在一起，就像数百万年的进化一样。
科罗拉多大学博尔德分校的机械工程师Kaushik Jayaram说：「在系统层面，机器人没有那么好。」。
「我们遇到了固有的设计权衡。如果我们试图为一件事进行优化，比如前进速度，我们可能会失去其他东西，比如转弯能力。」
动物与机器人在敏捷性等类别中进行了排名。（Burden et al.，Science Robotics，2024）
作为一个例子，Jayaram提到了他在2020年帮助开发的一款蟑螂启发的机器人。它快速地向前和向后移动，但当需要改变方向或在不平坦的表面上移动时会很吃力。
当两个过程以意想不到的方式相互作用，有助于系统时，这些权衡也可以结合成一个好处。尽管这种类型的相互作用更有可能出现在更复杂的系统中，但它们很难预测（如果不是不可能的话）。
研究人员还指出，即使是最小的昆虫也能在感知周围的世界和调整它们的行为方面击败大多数机器人；如果你想以既快速又安全的方式移动，灵活性和灵活性是至关重要的。
机器人与动物
机器人可以在某些领域打败动物，但不能把所有东西组合在一起。（Burden et al.，Science Robotics，2024）
然后是力量。虽然电机和电池可以在某些指标上击败组织和肌肉，但在动物身上，能量与相同细胞亚基中的感官信息完全整合。
Jayaram说：「从某种意义上说，动物是这一终极设计原则的体现——一个能很好地协同工作的系统。」。「大自然是一位非常有用的老师。」
这项新研究背后的驱动力之一是，它将激励工程师创造出更灵活、更敏捷的机器人，并能够更好地根据场景调整移动方式。
研究团队的建议是，我们可能会专注于更好地构建「功能亚基」，在这种亚基中，不同的元素就像在动物细胞中一样结合在一起——比如力量、感知和运动。
这种策略将提供更多的机会来探索负面权衡和潜在的新兴特性。在我们更好地了解这些因素之前，猎豹和蟑螂仍将占据优势。
Jayaram说：「作为一名工程师，这有点令人沮丧。」。「经过200多年的紧张工程，我们已经能够将航天器送往月球和火星，等等。」
「但令人困惑的是，我们还没有明显优于生物系统在自然环境中运动的机器人。」
