# Микромыши: как роботы учатся проходить лабиринты на скорости болидов F1

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=ZMQbHMgK2rw
Канал: Veritasium
Опубликовано: 24.05.2023

---

## Микромыши: самая быстрая гонка роботов на Земле
[[JUMP:0:00]]

Соревнования роботов-мышей, проходящие по всему миру, — это не просто развлечение, а старейшая и одна из самых сложных инженерных дисциплин в робототехнике. Главная задача робота («микромыши») — максимально быстро найти путь к центру лабиринта, будучи полностью автономным. Со временем эти состязания превратились в арену технологических инноваций, где современные алгоритмы и инженерные решения позволяют роботам развивать скорость до 7 метров в секунду.

### Истоки: от легенды к IEEE
[[JUMP:0:40]]

История робототехники в лабиринтах началась в 1952 году, когда математик Клод Шеннон создал электронную мышь Тесея (Theseus).

* **Технология:** Мышь представляла собой магнит на колесах, управляемый электромагнитом.
* **Обучение:** Компьютер лабиринта, собранный на телефонных реле, запоминал путь, позволяя роботу впоследствии проходить его без ошибок.
* **Значение:** По словам Дерека Маллера, ведущего канала Veritasium, Тесея часто называют одним из первых примеров машинного обучения.

В 1977 году институт IEEE объявил о проведении конкурса «Micromouse», который быстро стал популярным. Забавно, что начальный интерес к конкурсу был подогрет слухами о роботах, которые на деле оказались лишь «батарейками в коробочках» — в первых версиях конкурсанты не всегда понимали суть задачи.

### Физика и алгоритмы: как мышь думает и движется
[[JUMP:3:56]]

Микромышь — это автономное устройство, размером не более 25 на 25 см, лишенное внешнего управления или GPS. Лабиринт состоит из квадратов со стороной 3 метра, разделенных стенами шириной 18 см (или 9 см в категории «half size»).

#### Стратегии поиска:

1.  **Следование по стене:** Самый простой метод — прижать «руку» к одной стене. Это работает в простых лабиринтах, но неэффективно в современных условиях.
2.  **Поиск в глубину (DFS):** Метод «упертой» мыши, которая бежит до тупика, возвращается и пробует другой путь. Минус: не гарантирует кратчайший маршрут.
3.  **Поиск в ширину (BFS):** Гарантирует поиск кратчайшего пути, но требует огромного количества возвратов и повторных пробегов.
4.  **Flood Fill (Заливка):** Самый популярный алгоритм. Мышь оптимистично «заливает» лабиринт значениями расстояния до цели, обновляя карту при встрече с препятствиями. Это позволяет эффективно находить кратчайший путь и даже использовать обратный путь для доразведки.

По мнению экспертов, микромышь — это не только софт, но и аппаратное обеспечение; это полноценная робототехническая задача. Например, победитель соревнований в Японии 2017 года, робот Red Comet, выбрал более длинный путь, но с меньшим количеством поворотов, что позволило ему выиграть гонку, показав, что кратчайшая дистанция не всегда означает кратчайшее время.

### Инновации: «Фосбери-флоп» в робототехнике
[[JUMP:13:06]]

Как и прыжки в высоту, где Дик Фосбери перевернул спорт, совершив прыжок спиной вперед, в гонках микромышей произошли свои «революционные» сдвиги.

* **Диагонали:** Робот Mighty Mouse 3 первым внедрил прохождение диагоналей. Это усложнило алгоритмы (теперь нужно ориентироваться без постоянного контакта со стенами), но позволило превратить серию поворотов в прямую линию.
* **Вакуумная присоска:** Еще одним прорывным решением стало использование вентилятора для создания прижимной силы. Робот фактически «присасывается» к полу, позволяя проходить повороты с перегрузкой до 6 G, как в болидах Формулы-1.

Эти улучшения превратили процесс движения из прерывистых рывков в плавное, змееподобное перемещение. Важно отметить, что даже малейшая пылинка на колесах может радикально изменить сцепление, поэтому участники постоянно очищают колеса скотчем.