Павукові ніжки, здається, «самі собі на думці»: згідно з дослідженнями, опублікованими в The Journal of the Royal Society Interface, кожна лапка функціонує як напівнезалежний комп’ютер, що має сенсори, які «зчитують» безпосереднє оточення і, відповідно, запускають ніжку в рух. Цей різновид автоматизму допомагає павукоподібним створювати ідеальну павутинку з мінімальним залученням мозкових процесів. Автори дослідження змоделювали надзвичайно прості методи управління складною поведінкою членистоногого, які врешті-решт можна буде застосувати й до робототехніки.
Новизна цього дослідження відкриває цікаві перспективи для дуже важливої концепції щодо нового покоління роботів. Спосіб створення павутини є чудовим прикладом для вивчення схожих алгоритмів, які має й найпростіший павук
Фріц Воллрат – біолог Оксфордського університету і головний автор дослідження.
Морфологічні розрахунки та з чим їх їдять
«Морфологічні розрахунки» – основна концепція, яку вивчали науковці. Вона полягає у виконанні роботи без залучення головного мисленнєвого центру – тобто ідея виконання певної функції закладена в певну ж частину тіла людини, тварини чи навіть робота. Прикладами можуть слугувати наш з вами колінний рефлекс або процес ходьби. «Мозок не знає, що відбувається у тій частині тіла», – каже Воллрат. Такий собі біологічний аутсорсинг дозволяє мисленнєвому центру не контролювати дії та процеси, про які встигла подбати еволюція.
Інженерів ШІ такий механізм не може не приваблювати, адже він збереже купу часу та енергії робота, однак ретельних його досліджень було проведено небагато. І лише деякі дослідження глибоко вивчали це явище в природі. Воллрат вважає, що павуки – ідеальний об’єкт для подальших експериментів, не тільки через те, що зміни в структурі їхньої павутини легко відстежити, але й тому, що деякі павуки линяють і потім відновлюють свої ніжки.
Воллрат працював з Тімо Крінком – вченим-обчислювачем з Орхуського університету, що зафільмував та зацифрував рухи декількох павуків-хрестовиків, кожен з яких мав частково відновлені половинчасті лапки. Ці членистоногі плели павутини так само швидко й вправно, як і ті, що мали ніжки нормальної довжини. Науковці вважають: якби мозок обчислював, в який спосіб компенсувати меншу довжину лапок, процес створення павутини не був би таким легким. Павучки насправді отримують базові сигнали з мозку, але їхні лапки підпорядковані локальним сенсорам – волосинкам та щілинам на покриві тіла.
Порівнюючи плетіння коротшими та довшими ніжками, дослідники також дійшли висновку про те, що при створенні павутини кінцівки членистоногих автоматично переміщаються для вимірювання кутів і довжини. Вони протестували методи плетіння, запрограмувавши змодельованого віртуального павука, і, за словами Воллрата, створення фізичного членистоногого робота теж не за горами.
Ця робота дуже цікава – вона дає нам змогу дізнатися більше як про павуків, так і про морфологічні розрахунки. Ніхто й подумати не міг, що звичайні наукові спостереження можуть мати такий вплив на інноваційні технології
Сесилія Ласкі, вчена з Національного Сінгапурського університету, яка не брала участі в дослідженні.
