Robottiparvet: Ryhmät, joissa on itsenäisesti koordinoivia robotteja

KUVAKrediitti:
Kuva pistetilanne
iStock

Robottiparvet: Ryhmät, joissa on itsenäisesti koordinoivia robotteja

Robottiparvet: Ryhmät, joissa on itsenäisesti koordinoivia robotteja

Alaotsikon teksti
Luonnon inspiroimia pienten robottien armeijoita kehitteillä
    • Kirjoittaja:
    • tekijän nimi
      Quantumrun Foresight
    • Huhtikuu 14, 2023

    Havainnon yhteenveto

    Luonnon parvien toimintaperiaatteet inspiroivat tutkijoita luomaan samanlaisia ​​robottijärjestelmiä. Nämä robottiparvet on suunniteltu suorittamaan tehtäviä, kuten navigointia, hakua ja tutkimusta, tehokkaasti ja koordinoidusti. Nämä robottijärjestelmät ovat laajentumassa eri aloilla, kuten maataloudessa, logistiikassa, etsintä- ja pelastustoiminnassa sekä ympäristön seurannassa. 

    Robottiparvien konteksti

    Luonnossa yleinen parvikäyttäytyminen antaa pienimpien olentojen, kuten termiittien, rakentaa jopa yhdeksän metrin korkeita kumpuja. Inspiraatiota saaneet tutkijat ovat työstäneet parvirobotteja: yksinkertaisia, autonomisia robotteja, jotka työskentelevät kohti keskeistä päämäärää yhteistyön ja koordinoinnin avulla ilman keskitettyä hallintaa. 

    Parven jäsenten suunnittelu on yksinkertainen, mikä tekee niiden rakentamisesta taloudellisesti kannattavaa. 
    Tehokkaiden parvirobottijärjestelmien on osoitettava joustavuutta tehtävissään ja jäsenille osoitetuissa rooleissa. Paikalla olevien robottien määrä ei ole kiinteä, eikä sen pitäisi vaikuttaa järjestelmän suorituskykyyn, vaikka toiminnan aikana tapahtuisi häviöitä. Suunnittelun tulee pystyä toimimaan ympäristöhäiriöistä tai järjestelmävirheistä huolimatta. Robottiparvijärjestelmillä voi olla autonomiaa, itseorganisoitumiskykyä (väistämättä tärkein ominaisuus) ja myös epäsuoraa kommunikointikykyä. 

    Yksittäisten robottien on oltava erittäin monimutkaisia ​​ja kalliita, jotta ne osoittaisivat parvi-robottijärjestelmien ominaisuudet. Ne eivät myöskään salli redundanssia, kun taas parvirobotit voivat mukautua yksittäisten robottien menetyksiin. Kaikki tällaiset ominaisuudet antavat parvirobottijärjestelmille etulyöntiaseman perinteisiin koneisiin verrattuna, mikä avaa sovelluksia teollisuudessa, turvallisuuspalveluissa ja jopa lääketieteessä.    

    Kuitenkin myös parviroboteille on rajoituksia. Parvirobottijärjestelmien hajautettu luonne voi tehdä niistä vähemmän optimaalisia tiettyihin sovelluksiin. Autonomiansa vuoksi robotit voivat reagoida ympäristönsä muutoksiin yksilöllisesti ja spontaanisti, mikä voi johtaa epäjohdonmukaisuuksiin ryhmän sisällä. Monissa tosielämän sovelluksissa parvirobottien hajautettu luonne voi tehdä vaaditun hallinnan ja tarkkuuden saavuttamisesta haastavaa.

    Häiritsevä vaikutus 

    Parvirobotteja käytetään yhä enemmän tehtaissa ja varastoissa toistuvien tehtävien suorittamiseen. Esimerkiksi kiinalainen startup Geek+ kehitti Autonomous Mobile Robots (AMR) -robotit, jotka voivat navigoida Hongkongin varastossa lattialla olevien QR-koodien avulla. Nämä robotit käyttävät tekoälyä myös tehdäkseen päätöksiä suunnasta ja reitistä määränpäähänsä saavuttamiseksi. Geek+ väittää ottaneensa käyttöön yli 15,000 30 robottia varastoissa XNUMX maassa, mukaan lukien Niken ja Decathlonin kaltaisten yritysten robotit.

    Parvirobotiikan lisääminen parantaa algoritmeja ja lisää niiden käyttöä muilla aloilla (kuten armeijassa), jotka sisältävät ihmisille mahdollisesti vaarallisia tehtäviä, kuten pommien havaitsemisen ja purkamisen. Robotteja voidaan käyttää vaarallisten alueiden tutkimiseen etsiessään tiettyjä kohteita, kuten kemikaaleja ja myrkkyjä, tai selviytyjiä luonnonkatastrofin jälkeen. Niitä voidaan käyttää myös vaarallisten aineiden kuljettamiseen ja kaivostöihin ilman ihmisen puuttumista. Nanorobottiparvien kehittäminen lääketoimituksiin ja tarkkuushoitoihin lisää todennäköisesti myös kiinnostusta ja investointeja. Lopuksi robottiparvia voidaan hyödyntää maataloussektorilla viljelyn muuttamiseen ja viljelijöiden työtaakan vähentämiseen automatisoimalla sadonkorjuu ja istutus.

    Robottiparvien vaikutukset

    Robottiparvien laajempia vaikutuksia voivat olla:

    • Ammattitaitoisen työvoiman kysyntä väheni toistuvien tehtävien suorittamiseen varastoissa, tehtaissa ja maatiloilla.
    • Parempi työntekijöiden turvallisuus, koska tällaiset järjestelmät poistavat työntekijöiden tarpeen suorittaa vaarallisia tehtäviä.
    • Nanoroboottisia parvia ruiskutetaan potilaisiin lääketieteellisiä toimenpiteitä varten, ja ne voivat jopa korvata tietyt leikkaukset kokonaan (2050-luku).
    • Robottiparvien laaja käyttöönotto johtaa kustannussäästöihin sellaisilla aloilla kuin maataloudessa ja logistiikassa.
    • Parvirobotteja otetaan käyttöön uusiutuvan energian tuotannossa ja kunnossapidossa, kuten aurinkopaneelien puhdistuksessa.
    • Robottiparvia voitaisiin käyttää tutkimaan ja kartoittamaan muita planeettoja, kuita ja asteroideja tai suorittamaan avaruuteen perustuvia tehtäviä, jotka olisivat liian vaarallisia tai vaikeita ihmistutkijoille.
    • Tehostettu ympäristön seuranta, kunnostus ja suojelu, mukaan lukien saastumisen seuranta, öljyvuotojen havaitseminen tai maa- ja vesivarojen kartoitus.
    • Näitä laitteita käytetään valvontaan ja tiedusteluun, kuten rajavalvontaan ja turvallisuuteen, mutta myös vakoilussa ja kyberhyökkäyksissä.
    • Parempi tarkkuusviljely, mukaan lukien viljelykasvien seuranta sekä tuholaisten ja rikkakasvien torjunta, mikä voi johtaa sadon kasvuun ja torjunta-aineiden käytön vähenemiseen.

    Pohdittavia kysymyksiä

    • Millä muilla aloilla uskot robottiparvien toimivan?
    • Mitä eettisiä näkökohtia tulisi ottaa huomioon parvirobotteja kehitettäessä ja käytettäessä?

    Insight-viittauksia

    Tässä oivalluksessa viitattiin seuraaviin suosittuihin ja institutionaalisiin linkkeihin: