Enxames de robots: Grupos con robots de coordinación autónoma

• autor:
• nome do autor

  Previsión de Quantumrun
• Abril 14, 2023

Resumo de insight

Os principios de funcionamento dos enxames na natureza inspiran aos científicos a crear sistemas robóticos similares. Estes enxames robóticos están deseñados para realizar tarefas, como navegación, busca e exploración, de forma eficiente e coordinada. Estes sistemas robóticos están a expandirse en diversos campos, como a agricultura, a loxística, a busca e salvamento e a vixilancia ambiental. 

Contexto de enxame de robots

O comportamento do enxame común na natureza permite que as criaturas máis pequenas, como as termitas, constrúan montículos de ata nove metros de altura. Inspirándose, os científicos estiveron traballando en robots de enxame: robots sinxelos e autónomos que traballan cara a un obxectivo central mediante a cooperación e a coordinación sen necesidade dunha xestión central. 

O deseño dos membros do enxame é sinxelo, facendo que a súa construción sexa viable economicamente. 
Os sistemas robóticos de enxame eficaces deben mostrar flexibilidade nas súas tarefas e nas funcións asignadas aos membros. O número de robots presentes non está fixado e non debería afectar o rendemento do sistema, aínda que se produzan perdas durante as operacións. O deseño debe poder funcionar malia as perturbacións ambientais ou os fallos sistémicos. Os sistemas de enxame de robots poden mostrar autonomía, capacidades de autoorganización (probablemente a característica máis crucial) e habilidades de comunicación indirecta tamén. 

Os robots singulares terían que ser moi complexos e caros para demostrar a gama de características que posúen os sistemas robóticos de enxame. Tampouco permiten a redundancia, mentres que os robots de enxame poden adaptarse ás perdas de robots individuais. Todas estas propiedades dan aos sistemas robóticos de enxame unha vantaxe sobre as máquinas convencionais, abrindo aplicacións en industrias, servizos de seguridade e mesmo medicina.    

Non obstante, tamén hai limitacións para os robots de enxame. A natureza descentralizada dos sistemas robóticos de enxame pode facelos menos óptimos para determinadas aplicacións. Debido á súa autonomía, os robots poden reaccionar aos cambios no seu contorno individual e espontáneamente, o que pode provocar inconsistencias no comportamento dentro do grupo. Para moitas aplicacións da vida real, a natureza descentralizada dos robots de enxame pode facer que sexa difícil acadar o nivel de control e precisión necesarios.

Impacto perturbador 

Os robots de enxame empregaranse cada vez máis en fábricas e almacéns para realizar tarefas repetitivas. Por exemplo, a startup chinesa Geek+ desenvolveu robots móbiles autónomos (AMR), que poden navegar por un almacén de Hong Kong usando códigos QR no chan como guía. Estes robots tamén usan a intelixencia artificial para tomar decisións sobre a dirección e a ruta para chegar ao seu destino. Geek+ afirma ter implementado máis de 15,000 robots en almacéns de 30 países, incluídos os de empresas como Nike e Decathlon.

Máis investigacións sobre a robótica de enxames mellorarán os algoritmos, aumentando o seu uso noutros sectores (como o militar) que implican tarefas potencialmente perigosas para os humanos, como detectar e desactivar bombas. Os robots pódense utilizar para investigar rexións perigosas en busca de elementos específicos, como produtos químicos e toxinas ou superviventes despois dun desastre natural. Tamén se poden utilizar para transportar materiais perigosos e para realizar explotacións mineiras sen intervención humana. O desenvolvemento de enxames de nanorobots para entregas de fármacos e tratamentos de precisión na medicina probablemente tamén vexa un maior interese e investimento. Finalmente, os enxames de robots pódense utilizar no sector agrícola para transformar a agricultura e reducir a carga de traballo dos agricultores automatizando a colleita e a plantación.

Implicacións dos enxames de robots

As implicacións máis amplas dos enxames de robots poden incluír:

• Unha diminución da demanda de man de obra non cualificada para realizar tarefas repetitivas en almacéns, fábricas e granxas.
• Mellor seguridade dos traballadores, xa que estes sistemas eliminan a necesidade de que os traballadores realicen tarefas perigosas.
• Enxames de nanorobóticos inxectados en pacientes para procedementos médicos, e mesmo poden substituír certas cirurxías por completo (década de 2050).
• A adopción xeneralizada de enxames de robots leva a un aforro de custos para industrias como a agricultura e a loxística.
• Robots de enxame que se están implantando na produción e mantemento de enerxía renovable, como a limpeza de paneis solares.
• Os enxames de robots poderían utilizarse para explorar e mapear outros planetas, lúas e asteroides, ou para realizar tarefas no espazo que serían demasiado perigosas ou difíciles para os exploradores humanos.
• Vixilancia, remediación e conservación ambiental melloradas, incluíndo o seguimento da contaminación, a detección de vertidos de petróleo ou a cartografía dos recursos hídricos e terrestres.
• Estes dispositivos utilízanse para a vixilancia e o recoñecemento, como o control de fronteiras e a seguridade, pero tamén se utilizan para espionaxe e ciberataques.
• Mellor agricultura de precisión, incluíndo a vixilancia dos cultivos e o control de pragas e herbas daniñas, o que podería levar a un aumento do rendemento dos cultivos e un uso reducido de pesticidas.

Preguntas a ter en conta

• En que outras áreas esperas que se empreguen os enxames de robots?
• Que consideracións éticas se deben ter en conta ao desenvolver e utilizar robots de enxame?