Quantumrun

KREDIT ZA SLIKE:

Istockphoto

Rojevi robota: Grupe s autonomno koordinirajućim robotima

Vojske sićušnih robota nadahnute prirodom u razvoju

Autor:
ime autora
Quantumrun Foresight
Travnja 14, 2023

Sažetak uvida

Principi rada rojeva u prirodi nadahnjuju znanstvenike na stvaranje sličnih robotskih sustava. Ovi robotski rojevi dizajnirani su za obavljanje zadataka, poput navigacije, pretraživanja i istraživanja, učinkovito i na koordiniran način. Ovi robotski sustavi šire se u raznim područjima, kao što su poljoprivreda, logistika, traganje i spašavanje te praćenje okoliša.

Kontekst rojeva robota

Ponašanje roja uobičajeno u prirodi omogućuje najsitnijim stvorenjima, poput termita, da grade humke visoke čak devet metara. Dobivajući inspiraciju, znanstvenici su radili na rojevim robotima: jednostavnim, autonomnim robotima koji rade prema središnjem cilju kroz suradnju i koordinaciju bez potrebe za središnjim upravljanjem.

Dizajn članova roja je jednostavan, što njihovu konstrukciju čini ekonomski isplativom.
Učinkoviti rojevi robotski sustavi trebaju pokazivati fleksibilnost u svojim zadacima i ulogama dodijeljenim članovima. Broj prisutnih robota nije fiksan i ne bi trebao utjecati na performanse sustava, čak i ako dođe do gubitaka tijekom rada. Dizajn bi trebao moći funkcionirati usprkos smetnjama u okolišu ili sustavnim nedostacima. Sustavi rojeva robota mogu pokazivati autonomiju, sposobnost samoorganiziranja (što je vjerojatno najvažnija karakteristika) i neizravne komunikacijske vještine.

Pojedinačni roboti morali bi biti vrlo složeni i skupi da bi pokazali raspon karakteristika koje posjeduju robotski sustavi roja. Oni također ne dopuštaju redundanciju, dok se rojevi roboti mogu prilagoditi gubicima pojedinačnih robota. Sva takva svojstva robotskim sustavima roja daju prednost u odnosu na konvencionalne strojeve, otvarajući aplikacije u industriji, sigurnosnim službama, pa čak i medicini.

Međutim, postoje i ograničenja za rojeve robote. Decentralizirana priroda rojevih robotskih sustava može ih učiniti manje optimalnima za određene primjene. Zbog svoje autonomije, roboti mogu individualno i spontano reagirati na promjene u svojoj okolini, što može dovesti do nedosljednosti u ponašanju unutar grupe. Za mnoge aplikacije u stvarnom životu, decentralizirana priroda rojevih robota može učiniti izazovnim postizanje potrebne razine kontrole i preciznosti.

Razarajući učinak

Swarm roboti će se sve više koristiti u tvornicama i skladištima za obavljanje ponavljajućih zadataka. Na primjer, kineski startup Geek+ razvio je autonomne mobilne robote (AMR), koji mogu navigirati skladištem u Hong Kongu koristeći QR kodove na podu kao smjernice. Ovi roboti također koriste umjetnu inteligenciju za donošenje odluka o smjeru i ruti do cilja. Geek+ tvrdi da je implementirao više od 15,000 robota u skladištima u 30 zemalja, uključujući one tvrtki poput Nikea i Decathlona.

Više istraživanja robotike roja poboljšat će algoritme, povećavajući njihovu upotrebu u drugim sektorima (poput vojske) koji uključuju zadatke potencijalno opasne za ljude, poput otkrivanja i deaktiviranja bombi. Roboti se mogu koristiti za istraživanje opasnih područja u potrazi za određenim predmetima kao što su kemikalije i toksini ili preživjelima nakon prirodne katastrofe. Također se mogu koristiti za prijevoz opasnih materijala i izvođenje rudarskih operacija bez ljudske intervencije. Razvoj rojeva nanorobota za isporuku lijekova i preciznu medicinu liječenja također će vjerojatno izazvati povećani interes i ulaganja. Naposljetku, robotski rojevi mogu se koristiti u poljoprivrednom sektoru za transformaciju poljoprivrede i smanjenje opterećenja poljoprivrednika automatizacijom žetve i sadnje.

Implikacije robotskih rojeva

Šire implikacije robotskih rojeva mogu uključivati:

Smanjena potražnja za nekvalificiranom radnom snagom za obavljanje ponavljajućih zadataka u skladištima, tvornicama i farmama.
Bolja sigurnost radnika, jer takvi sustavi eliminiraju potrebu da radnici obavljaju opasne zadatke.
Nanorobotski rojevi koji se ubrizgavaju u pacijente za medicinske postupke, a mogli bi čak i potpuno zamijeniti određene operacije (2050. godine).
Široka primjena robotskih rojeva dovodi do uštede troškova za industrije kao što su poljoprivreda i logistika.
Swarm roboti koji se koriste u proizvodnji i održavanju obnovljive energije, kao što je čišćenje solarnih ploča.
Rojevi robota mogli bi se koristiti za istraživanje i mapiranje drugih planeta, mjeseca i asteroida ili za obavljanje svemirskih zadataka koji bi bili preopasni ili teški za ljudske istraživače.
Poboljšano praćenje okoliša, sanacija i očuvanje, uključujući praćenje zagađenja, otkrivanje izlijevanja nafte ili mapiranje zemljišnih i vodenih resursa.
Ti se uređaji koriste za nadzor i izviđanje, poput granične kontrole i sigurnosti, ali se također koriste za špijunažu i kibernetičke napade.
Bolja precizna poljoprivreda, uključujući praćenje usjeva i kontrolu štetočina i korova, što bi moglo dovesti do povećanja prinosa usjeva i smanjene upotrebe pesticida.