Photo by Cash Macanaya on Unsplash
Человеческая рука — один из самых сложных и изящно устроенных механизмов в нашем теле. С более чем 30 мышцами, 27 суставами и множеством связок и сухожилий, она обладает 27 степенями свободы. Только в ладони находится свыше 17,000 сенсорных рецепторов, что позволяет рукам выполнять тысячи сложнейших задач ежедневно. Эти особенности делают человеческие руки практически незаменимыми, а их точное воспроизведение в робототехнике — одной из самых сложных инженерных задач.
Однако современные технологии делают шаги в этом направлении. С развитием искусственного интеллекта (ИИ) и появлением продвинутых протезов уже появились устройства, которые начинают приближаться к функциональности человеческих рук. Но смогут ли они когда-либо сравниться с нашим естественным механизмом?
Сложности повторения: искусственные руки и бионетехнологии
Рассмотрим историю Сары де Лагард, которая после трагической аварии потеряла руку и часть ноги. Её первый протез, предложенный Национальной службой здравоохранения Великобритании, оказался функционально ограниченным. Однако всё изменилось, когда она получила бионическую руку, работающую на базе ИИ. Эта рука не только распознает сигналы мышц, но и «учится» предсказывать движения, адаптируясь к действиям своего владельца.
Как говорит Сара: «Каждое движение становится опытом для машины. Она учится распознавать мои действия, и это похоже на генеративный ИИ, который предугадывает следующий шаг.»
Проблема сенсорного восприятия
Несмотря на такие достижения, ни одна разработка пока не приблизилась к полной функциональности человеческой руки. Дело не только в сложности конструкции, но и в способности руки к сенсорной обратной связи. Например, чтобы взять ручку и начать писать, человеческий мозг объединяет зрительные, тактильные и моторные сигналы. Этот интегративный процесс трудно воспроизвести в искусственных системах.
Даже самые передовые роботизированные устройства, такие как прототип DEX-EE, сталкиваются с ограничениями. Этот робот с тремя «пальцами» имеет датчики, позволяющие захватывать хрупкие предметы вроде яиц или воздушных шаров. Однако даже такие устройства пока остаются исследовательскими инструментами, далёкими от внедрения в повседневную жизнь.
Искусственный интеллект и «воплощённый ИИ»
Одним из направлений, приближающих роботов к человеческим возможностям, является «воплощённый ИИ» (embodied AI). В отличие от традиционного ИИ, который работает с информацией, воплощённый ИИ взаимодействует с физическим миром. Это позволяет роботам учиться на опыте, реагировать на изменения в среде и выполнять задачи, требующие точности и адаптации.
Профессор Эрик Джинг Ду из Университета Флориды объясняет: «Человеческие сенсорные системы могут обнаруживать малейшие изменения и быстро адаптироваться к новым условиям. Роботы пока не обладают таким уровнем интеграции и восприятия.»
Примеры из реального мира
Некоторые роботы уже демонстрируют впечатляющие навыки. Например, робот Atlas от Boston Dynamics, известный своей физической ловкостью, может выполнять сложные задачи вроде упаковки предметов. В других областях, таких как строительство и здравоохранение, роботы с воплощённым ИИ изучают моторные навыки, выполняя практические задачи. Однако многие из этих роботов всё ещё испытывают трудности в ситуациях, где требуется высокая точность, адаптация к различным текстурам и формам, а также реагирование на непредсказуемые изменения.
Перспективы
Несмотря на все успехи, полное воспроизведение возможностей человеческой руки всё ещё остаётся сложной задачей. Современные протезы и роботы начинают догонять нас в отдельных аспектах, но способность интегрировать моторные, сенсорные и когнитивные процессы остаётся уникальной чертой человека.
С дальнейшим развитием технологий роботы могут стать полезными помощниками в различных областях, от медицины до промышленности. Однако полностью заменить человеческие руки, с их поразительной универсальностью и точностью, они вряд ли смогут в ближайшем будущем.
Source: https://www.bbc.com/
