Роботы научились чинить себя. Следующий шаг — жить без людей

Современные роботы долгое время оставались замкнутыми и жёсткими системами, неспособными к самостоятельному изменению формы, росту или восстановлению. Их тела по-прежнему зависят от людей: если деталь выходит из строя — требуется вмешательство инженеров, если нужно обновление — всё через мастерскую. Но команда учёных из Колумбийского университета изменила это представление, разработав концепцию «метаболизма роботов» — подход, при котором машины могут не просто функционировать, а физически развиваться, исцеляться и модифицироваться, используя доступные ресурсы из окружающей среды или от других роботов.

Новая система, представленная в журнале Science Advances, вдохновлена биологическими принципами. В живых организмах модульная структура позволяет использовать и перерабатывать одни и те же компоненты — аминокислоты, клетки — для восстановления, роста и адаптации. По мнению профессора Колумбийского университета Хода Липсона, именно такая модульность и способность к самообслуживанию позволили живым существам стать настолько гибкими. Если перенести этот принцип в робототехнику, машины смогут не только принимать решения, но и поддерживать свою физическую жизнеспособность — как по аналогии с метаболизмом в живых системах.

(ScienceAdvances)

Центральным элементом разработки стала система Truss Link — магнитный модуль, внешне напоминающий игрушку Geomag. Эти компактные звенья могут соединяться друг с другом под разными углами, образуя сложные конструкции. Благодаря простоте и универсальности они позволяют собирать двумерные формы, которые в дальнейшем трансформируются в трёхмерных роботов. Принцип действия был подтверждён на практике: один из созданных тетраэдрических роботов «вырастил» дополнительный элемент в виде опоры, благодаря чему увеличил скорость передвижения по наклонной поверхности на 66,5%.

Согласно исследованию, роботы с метаболизмом смогут собирать или отбирать подходящие модули — как из собственной среды, так и у других машин. Это создаёт условия для появления самоподдерживающихся систем, не зависящих от постоянного техобслуживания. Как отметил ведущий автор проекта Филипп Мартин Вайдер, в условиях настоящей автономии недостаточно лишь когнитивной независимости — машина должна быть устойчива физически и способна адаптироваться в реальном времени. Особенно это актуально в средах, где человек отсутствует: в разрушенных зонах, на других планетах, в морских глубинах или в чрезвычайных ситуациях.

(ScienceAdvances)

Исследование проводилось в лаборатории Creative Machines, где уже давно разрабатываются технологии, способные преодолеть физические ограничения традиционных роботов. По словам Липсона, ИИ давно научился мыслить, обучаться и адаптироваться в цифровом пространстве. Однако физическое тело остаётся узким местом. Это делает актуальным развитие интерфейсов, которые позволяют искусственному интеллекту проявляться не только через действия, но и через саму материю. Машины смогут сами формировать своё тело под задачу — в зависимости от того, что нужно: плавание, полёт, ползание или подъём по пересечённой местности.

В перспективе команда исследователей видит будущее, в котором роботы образуют «экосистему», где одни машины служат ресурсной базой для других. Это создаёт возможность для развития коллективной адаптации и физической кооперации — без внешней помощи. Такие системы могут не только решать новые задачи, но и придумывать собственные способы их решения через изменение структуры.

Вопреки распространённым фантазиям, речь пока не идёт о самовоспроизводящихся машинах в духе научной фантастики. Речь идёт о практическом шаге в сторону физической автономии — шаге, без которого сложно представить роботов будущего, работающих в удалённых или опасных условиях. Переход от жёстких машин к адаптивным организмоподобным системам становится не теоретической роскошью, а инженерной необходимостью в эпоху расширяющихся задач и ограниченного присутствия человека.