Essaims de robots : groupes avec des robots coordonnant de manière autonome

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  Prévision quantique
• 14 avril 2023

Résumé des informations

Les principes de fonctionnement des essaims dans la nature inspirent les scientifiques à créer des systèmes robotiques similaires. Ces essaims robotiques sont conçus pour effectuer des tâches telles que la navigation, la recherche et l'exploration, de manière efficace et coordonnée. Ces systèmes robotiques se développent dans divers domaines, tels que l'agriculture, la logistique, la recherche et le sauvetage et la surveillance de l'environnement. 

Contexte des essaims de robots

Le comportement d'essaim commun dans la nature permet aux créatures les plus minuscules, comme les termites, de construire des monticules aussi hauts que neuf mètres. Inspirés, les scientifiques ont travaillé sur des robots en essaim : des robots simples et autonomes qui travaillent vers un objectif central grâce à la coopération et à la coordination sans avoir besoin d'une gestion centrale. 

La conception des membres de l'essaim est simple, ce qui rend leur construction économiquement réalisable. 
Les systèmes robotiques en essaim efficaces doivent faire preuve de flexibilité dans leurs tâches et les rôles attribués aux membres. Le nombre de robots présents n'est pas figé et ne devrait pas impacter les performances du système, même si des pertes surviennent lors des opérations. La conception doit pouvoir fonctionner malgré les perturbations environnementales ou les défauts systémiques. Les systèmes d'essaims de robots peuvent faire preuve d'autonomie, de capacités d'auto-organisation (sans doute la caractéristique la plus cruciale) et également de compétences de communication indirecte. 

Les robots singuliers devraient être très complexes et coûteux pour démontrer la gamme de caractéristiques que possèdent les systèmes robotiques en essaim. Ils ne permettent pas non plus la redondance, alors que les robots en essaim peuvent s'adapter aux pertes de robots individuels. Toutes ces propriétés donnent aux systèmes robotiques en essaim un avantage sur les machines conventionnelles, ouvrant des applications dans les industries, les services de sécurité et même la médecine.    

Cependant, il existe également des limitations aux robots en essaim. La nature décentralisée des systèmes robotiques en essaim peut les rendre moins optimaux pour certaines applications. En raison de leur autonomie, les robots peuvent réagir individuellement et spontanément aux changements de leur environnement, ce qui peut entraîner des incohérences de comportement au sein du groupe. Pour de nombreuses applications réelles, la nature décentralisée des robots en essaim peut rendre difficile l'obtention du niveau de contrôle et de précision requis.

Impact perturbateur 

Les robots Swarm seront de plus en plus utilisés dans les usines et les entrepôts pour effectuer des tâches répétitives. Par exemple, la startup chinoise Geek+ a développé des robots mobiles autonomes (AMR), qui peuvent naviguer dans un entrepôt à Hong Kong en utilisant des codes QR sur le sol comme guide. Ces robots utilisent également l'intelligence artificielle pour prendre des décisions sur la direction et l'itinéraire pour atteindre leur destination. Geek+ affirme avoir mis en place plus de 15,000 30 robots dans des entrepôts répartis dans XNUMX pays, y compris ceux d'entreprises comme Nike et Decathlon.

Davantage de recherches sur la robotique en essaim amélioreront les algorithmes, augmentant leur utilisation dans d'autres secteurs (comme l'armée) qui impliquent des tâches potentiellement dangereuses pour les humains, telles que la détection et le désamorçage des bombes. Les robots peuvent être utilisés pour inspecter des régions dangereuses à la recherche d'articles spécifiques tels que des produits chimiques et des toxines ou des survivants à la suite d'une catastrophe naturelle. Ils peuvent également être utilisés pour transporter des matières dangereuses et pour effectuer des opérations minières sans intervention humaine. Le développement d'essaims de nanorobots pour l'administration de médicaments et la médecine de traitements de précision connaîtra probablement également un intérêt et des investissements accrus. Enfin, les essaims de robots peuvent être utilisés dans le secteur agricole pour transformer l'agriculture et réduire la charge de travail des agriculteurs en automatisant la récolte et la plantation.

Implications des essaims de robots

Les implications plus larges des essaims de robots peuvent inclure :

• Une diminution de la demande de main-d'œuvre non qualifiée pour effectuer des tâches répétitives dans les entrepôts, les usines et les fermes.
• Meilleure sécurité des travailleurs, car de tels systèmes éliminent le besoin pour les travailleurs d'effectuer des tâches dangereuses.
• Des essaims nanorobotiques sont injectés aux patients pour des procédures médicales, et ils peuvent même remplacer complètement certaines chirurgies (années 2050).
• L'adoption généralisée des essaims de robots entraîne des économies de coûts pour des industries telles que l'agriculture et la logistique.
• Des robots Swarm déployés dans la production et la maintenance d'énergies renouvelables, comme le nettoyage de panneaux solaires.
• Les essaims de robots pourraient être utilisés pour explorer et cartographier d'autres planètes, lunes et astéroïdes, ou pour effectuer des tâches spatiales qui seraient trop dangereuses ou difficiles pour les explorateurs humains.
• Amélioration de la surveillance, de l'assainissement et de la conservation de l'environnement, y compris la surveillance de la pollution, la détection des déversements d'hydrocarbures ou la cartographie des ressources terrestres et aquatiques.
• Ces appareils étant utilisés pour la surveillance et la reconnaissance, comme le contrôle et la sécurité des frontières, mais aussi pour l'espionnage et les cyberattaques.
• Une meilleure agriculture de précision, y compris la surveillance des cultures et la lutte contre les ravageurs et les mauvaises herbes, ce qui pourrait entraîner une augmentation des rendements des cultures et une réduction de l'utilisation des pesticides.

Questions à considérer

• Dans quels autres domaines pensez-vous que les essaims de robots seront employés ?
• Quelles considérations éthiques doivent être prises en compte lors du développement et de l'utilisation de robots en essaim ?