Человеческая рука — это выдающееся достижение биологической и эволюционной инженерии: более 30 мышц, 27 суставов и тысячи сенсорных рецепторов, которые обеспечивают сложные движения и адаптацию. Ее ловкость позволяет выполнять множество задач — от захвата ручки до игры на фортепиано. Однако воспроизведение этой сложности в робототехнике долгое время было непростой задачей. Несмотря на усилия ученых вернуть людям, потерявшим конечности, возможность полноценной жизни, наша естественная рука оставалась вне конкуренции, как сообщает BBC.
История Сары де Лагард продемонстрировала обществу, как современные технологии решают эту проблему. После того как она потеряла правую руку и часть правой ноги в результате железнодорожной катастрофы, Национальная служба здравоохранения Великобритании предоставила ей протез руки, который не обладал достаточной функциональностью. Однако бионическая рука с искусственным интеллектом изменила ее жизнь, предсказывая движения на основе сигналов от ее мышц. "Каждый раз, когда я делаю движение, она учится", — говорит де Лагард, подчеркивая, как искусственный интеллект развивается, чтобы предугадывать ее потребности.
На протяжении веков изобретатели пытались воспроизвести человеческую ловкость — от примитивных железных рук с пружинами до роботизированных устройств с сенсорной обратной связью, которые появились еще в 1960-х годах и стали предметом исследования, опубликованного в журнале Institution of Mechanical Engineers. Однако только последние достижения в области искусственного интеллекта приблизили машины к воспроизведению сложных способностей человеческих рук.
Протезы с искусственным интеллектом, такие как протез Де Лагард, а также роботы, способные выполнять такие деликатные задачи, как сбор клубники или переработка ядерных отходов, демонстрируют значительный прогресс человечества в имитации сложной структуры наших рук. Например, робот DEX-EE от компании Shadow Robot Company использует передовые сенсорные системы для работы с хрупкими предметами, такими как яйца, показывая, как воплощенный ИИ может позволить машинам "чувствовать" и "реагировать" на окружающую среду.
Тем не менее, эти инновации имеют свои ограничения, так как они не могут сравниться со скоростью, адаптивностью и сенсорной сложностью человеческой руки, которая развивалась вместе с нашим организмом. Воплощенный ИИ, сосредоточенный на взаимодействии роботов с окружающей средой, тем не менее, является ключом к достижению большей ловкости рук, уверены ученые.
По словам Эрика Цзин Ду, профессора Университета Флориды, традиционный ИИ обрабатывает информацию, тогда как воплощенный ИИ взаимодействует с физическим миром через восприятие и реакцию. Это позволяет роботам оттачивать свои движения методом проб и ошибок, так же как люди учатся двигательным навыкам. Однако им еще далеко до сенсорной интеграции человеческих рук, которые могут определять тонкие изменения температуры или адаптироваться к различным текстурам.
Несмотря на эти препятствия, исследовательские проекты, такие как Boston Dynamics и Tesla, демонстрируют стремительное развитие робототехники в решении все более сложных задач. Потенциальные возможности применения ловкости рук таких машин обширны и охватывают сельское хозяйство, здравоохранение и даже атомную энергетику.
Так, компания Dogtooth Technologies разработала роботов для сбора фруктов, которые используют машинное обучение для оценки спелости и деликатного сбора ягод. Эти машины, оснащенные цветными камерами и захватами, работают вместе с людьми, чтобы решить проблему нехватки рабочей силы в сельском хозяйстве. Аналогичным образом профессор Рустам Столкин из Бирмингемского университета работает над созданием автономных роботов для безопасной переработки ядерных отходов в условиях, слишком опасных для человека.
Пулкит Агравал из Массачусетского технологического института предсказывает, что робототехника на базе искусственного интеллекта может навсегда изменить индустрии, решая проблему нехватки рабочей силы и выполняя задачи в опасных или сложных условиях. Однако даже самые продвинутые роботы все еще отстают от человеческих рук в универсальности и адаптивности.
Одна из многообещающих областей применения роботов — протезирование. Миоэлектрическая рука де Лагард, управляемая искусственным интеллектом, расшифровывает сигналы ее мышц, чтобы предсказывать движения и обеспечивать точность. По словам Блэра Лока, генерального директора компании Coapt, система ИИ, встроенная в ее руку, обрабатывает команды менее чем за 25 миллисекунд, что позволяет ей выполнять такие деликатные задачи, как поднятие яйца или сжимание банки. Хотя у руки есть ограничения, такие как базовая тактильная обратная связь и необходимость ежедневной подзарядки, она представляет собой значительный шаг вперед в восстановлении функциональности для людей с ограничениями.
Де Лагард сравнивает этот опыт с использованием контроллера в видеоигре — сначала сложно, но с каждым разом становится все более интуитивным по мере обучения и адаптации ИИ. Несмотря на эти успехи, робототехника и протезирование по-прежнему сталкиваются с серьезными препятствиями на пути к достижению человекоподобной ловкости. Сложность сенсорных систем человека и адаптивность, необходимая для выполнения непредсказуемых задач, остаются серьезными проблемами и, в своем роде, недостижимой целью для современных технологий.
Даже продвинутые роботизированные руки, такие как Optimus от Tesla и Atlas от Boston Dynamics, ограничены в своей способности воспроизводить сложные нюансы человеческих моторных навыков. Агравал отмечает, что, хотя человекоподобная ловкость может быть достигнута, для этого, скорее всего, науке потребуется еще пять лет или больше. Кроме того, по мере интеграции роботов в общество необходимо решать вопросы безопасности и этики, такие как замещение рабочих мест и регулирование потенциального злоупотребления искусственным интеллектом.
Для таких людей, как де Лагард, прогресс в области роботизированного протезирования стал судьбоносным, позволив ей снова обрести способность выполнять повседневные задачи и воссоединиться со своей семьей так, как она раньше считала невозможным. Она представляет себе будущее, в котором роботизированная аугментация сможет помочь не только людям с ограниченными возможностями, но и пожилым людям, позволяя им оставаться активными и независимыми.
Хотя подобная технология еще далека от совершенства, история де Лагард демонстрирует нам преобразующий потенциал робототехники на основе ИИ. По мере развития искусственного интеллекта и робототехники границы возможностей машин будут расширяться. Однако цель состоит не только в том, чтобы повторить человеческие способности, а в том, чтобы усовершенствовать их так, чтобы это приносило пользу обществу.
Будь то здравоохранение, сельское хозяйство или опасные производства, интеграция робототехники способна решить некоторые из самых актуальных проблем современности. Однако, как подчеркивают такие исследователи, как Ду и Агравал, для достижения этой цели необходимо тщательно продумать вопросы безопасности, этики и ограничений существующих технологий.
Этот материал предназначен исключительно для информационных целей и не содержит советов, которые могут повлиять на ваше здоровье. Если вы испытываете проблемы, обратитесь к специалисту.