Превосходят ли роботы людей в областях, ориентированных на человека?

Эпизод 27. Превосходят ли роботы людей в областях, ориентированных на человека?

Обсуждаем научную статью 2023 года "Do robots outperform humans in human-centered domains?"

В новом эпизоде мы углубимся в увлекательную дискуссию о том, превосходят ли роботы людей в доменáх, ориентированных на человека. Часто общественное мнение, подогретое развлекательной индустрией, преувеличивает возможности роботов. Но где мы находимся на самом деле? Мы проведем количественное сравнение производительности современных робототехнических систем с возможностями человека, основываясь на данных из научных источников.

В этом выпуске вы узнаете:

Скорость подъема по лестнице: Как роботы справляются с повседневными задачами, такими как подъем по лестнице. Например, робот Cassie демонстрирует впечатляющую скорость, поднимаясь на 3 ступеньки примерно за 2 секунды, достигая скорости 1.5 шага/с. Это сопоставимо с показателями человека (около 1.3 шага/с), хотя Cassie имеет преимущество из-за отсутствия торса и рук, что снижает ее массу. Четвероногие роботы, такие как Spot, ANYmal и Titan, также превосходят человека в скорости ходьбы.
Вычислительная мощь: Насколько искусственные системы могут сравниться с человеческим мозгом. Мозг человека — это мощный и малоизученный орган, способный выполнять около 10^28 операций в секунду (оп/с), при этом занимая небольшой объем (1.2 л) и потребляя всего 20 Вт энергии. В отличие от этого, нет единой искусственной вычислительной системы, которая могла бы превзойти вычислительную мощность мозга, особенно при учете массы, объема и энергопотребления. Например, суперкомпьютер SUMMIT может достичь сопоставимых уровней производительности, но при этом обладает чрезвычайно большими размерами, весом и энергопотреблением, что делает его непригодным для мобильных платформ.
Сенсорные системы: Как роботы воспринимают мир. Современные микрофоны превосходят человеческий слух по диапазону частот и порогу обнаружения. Искусственные сенсорные матрицы давления могут превзойти тактильное восприятие человека. Хотя традиционные камеры превосходят человеческий глаз по временному и пространственному разрешению, они уступают ему в динамическом диапазоне. Однако новые ивент-камеры начинают конкурировать с глазом по задержке, динамическому диапазону и энергопотреблению.
Исполнительные механизмы (актуаторы): Сравнение человеческих мышц с искусственными актуаторами. Большинство технологий искусственных актуаторов, таких как электромеханические и гидравлические системы, а также искусственные мышцы (PAMs) и электроактивные полимеры (EAPs), превосходят человеческие мышцы по эффективности, максимальной скорости и выносливости. Гидравлические цилиндры достигают плотности силы, которая в два порядка выше, чем у человеческих мышц. Однако эти показатели не учитывают вес источников энергии и вспомогательных компонентов (трансмиссий, систем охлаждения), которые значительно увеличивают общую массу и объем робота.
Универсальность и ловкость: Несмотря на впечатляющие технические характеристики отдельных структур, современные роботы значительно отстают от человека в ловкости и универсальности при выполнении сложных задач манипуляции и локомоции в ограниченных пространствах. Роботы, как правило, специализированы на выполнении ограниченного числа конкретных движений или задач. Человеческая рука, например, обладает примерно 27 степенями свободы, позволяя выполнять исключительно ловкие и универсальные манипуляции, что пока недостижимо для роботов.
В целом, хотя отдельные "структуры" роботов могут превосходить биологические аналоги, когда речь заходит о сложных "функциях" в условиях реального мира, роботы по-прежнему уступают человеку в универсальности, особенно в таких аспектах, как энергетическая эффективность, время автономной работы и адаптация к неструктурированной информации. Узнайте, почему, несмотря на продвинутые технологии, роботы всё ещё отстают в универсальности!