Квантовый скачок: ученые из Центрального университета ускорили движение роботов в 30 раз

Российские ученые из Научной лаборатории ИИ, анализа данных и моделирования им. профессора А. Н. Горбаня Центрального университета, Университета Иннополис и других институтов предложили способ, который значительно увеличивает скорость вычислений для движения «рук» роботов. Новый подход позволит ускорить развитие передовых робототехнических решений в России.
Где возникает “узкое место”

Когда робот тянется за предметом, за этими движениями скрывается сложная математика. Робот должен за секунды понять, какие «суставы» и как повернуть, чтобы быстро прийти в нужную точку — это называется обратной кинематикой. По сути, это поиск оптимальной конфигурации из огромного числа вариантов. Если добавить ограничения вроде “не задеть препятствие” или “двигаться плавно”, классические кремниевые процессоры начинают тормозить: вычислительная нагрузка резко растет, обычные алгоритмы упираются в пределы, и задержка между командой и движением становится критичной.

Перевод задачи на язык квантовой физики

Российские исследователи решили одну из важнейших задач робототехники и нашли способ обойти это ограничение, но не ускоряя классические вычисления, а меняя сам подход.

▪️Они переписали задачу в математический формат, понятный квантовому процессору D-Wave. Таким способом углы «суставов» робота кодируются в последовательные цепочки нулей и единиц. Найти правильное положение руки робота помогает поиск самой оптимальной точки в комбинации нулей и единиц.

▪️Такой формат позволяет использовать квантовый отжиг — особый способ поиска лучшего решения на квантовом компьютере. Он быстро находит оптимальное движение среди миллиона вариантов.

🧠Что получилось на практике

Эксперименты на процессоре D-Wave показали, что гибридный подход ускоряет поиск оптимального движения более чем в 30 раз. Это означает меньшую задержку между расчетом и действием и более плавные и точные движения.

Фактически, тут речь идет о переходе к новому способу вычислений, где часть задач берет на себя сама физика квантового мира. И если раньше робот думал перед движением, то теперь он начинает действовать почти сразу. Такие улучшения важны в системах, где время реакции робота критично. Например, хирургические установки, автономный транспорт, промышленные роботы.

#физика #робототехника #механика #наука #physics #science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib