Robotrajok: önállóan koordináló robotokkal rendelkező csoportok

• Szerző:
• Szerző neve

  Quantumrun Foresight
• April 14, 2023

Insight összefoglaló

A természetben lévő rajok működési elvei hasonló robotrendszerek létrehozására ösztönzik a tudósokat. Ezeket a robotrajokat úgy tervezték, hogy hatékonyan és összehangoltan hajtsanak végre olyan feladatokat, mint a navigáció, keresés és feltárás. Ezek a robotrendszerek számos területen terjeszkednek, például a mezőgazdaságban, a logisztikában, a kutatás-mentésben, valamint a környezetfigyelésben. 

Robot rajok környezetében

A természetben elterjedt rajviselkedés lehetővé teszi, hogy a legapróbb lények, például a termeszek is akár kilenc méter magas halmokat építsenek. A tudósok ihletet merítve rajrobotokon dolgoztak: egyszerű, autonóm robotokon, amelyek együttműködésen és koordináción keresztül egy központi cél elérésére törekednek anélkül, hogy központi irányításra lenne szükségük. 

A rajtagok kialakítása egyszerű, így építésük gazdaságosan kivitelezhető. 
A hatékony raj-robotrendszereknek rugalmasságot kell mutatniuk feladataik és a tagokhoz rendelt szerepek tekintetében. A jelenlévő robotok száma nem rögzített, és nem befolyásolhatja a rendszer teljesítményét, még akkor sem, ha veszteségek lépnek fel a műveletek során. A tervezésnek képesnek kell lennie a környezeti zavarok vagy rendszerhibák ellenére is működőképesnek lennie. A robotraj-rendszerek autonómiát, önszervező képességet (vitathatatlanul a legfontosabb jellemzők) és közvetett kommunikációs készségeket is mutathatnak. 

Az egyedi robotoknak nagyon összetettnek és drágának kell lenniük ahhoz, hogy demonstrálják a raj-robotrendszerek jellemzőinek körét. Nem teszik lehetővé a redundanciát, míg a rajrobotok alkalmazkodhatnak az egyes robotok veszteségéhez. Az összes ilyen tulajdonság előnyt jelent a raj-robotrendszereknek a hagyományos gépekkel szemben, és alkalmazásokat nyit meg az iparban, a biztonsági szolgáltatásokban, sőt az orvostudományban is.    

Vannak azonban korlátai a rajrobotoknak is. A raj robotrendszerek decentralizált jellege miatt bizonyos alkalmazásokhoz kevésbé optimálisak. Autonómiájuk miatt a robotok egyénileg és spontán módon reagálhatnak a környezetükben bekövetkezett változásokra, ami a csoporton belüli viselkedésbeli inkonzisztenciákhoz vezethet. Számos valós alkalmazás esetében a rajrobotok decentralizált jellege kihívást jelenthet a szükséges irányítási és pontossági szint elérése érdekében.

Bomlasztó hatás 

A rajrobotokat egyre gyakrabban alkalmazzák majd gyárakban és raktárakban ismétlődő feladatok elvégzésére. Például a kínai Geek+ startup kifejlesztette az Autonomous Mobile Robots (AMR) nevű robotot, amely a padlón található QR-kódok segítségével navigálhat egy hongkongi raktárban. Ezek a robotok mesterséges intelligenciát is használnak, hogy döntéseket hozzanak az úti cél elérésének irányáról és útvonaláról. A Geek+ azt állítja, hogy több mint 15,000 30 robotot telepített XNUMX ország raktáraiban, köztük olyan cégekét is, mint a Nike és a Decathlon.

A rajrobotikával kapcsolatos további kutatások javítani fogják az algoritmusokat, növelve azok alkalmazását más olyan szektorokban (például a katonaságban), amelyek potenciálisan veszélyes feladatokkal járnak az emberre, mint például a bombák felderítése és hatástalanítása. A robotok felhasználhatók a veszélyes régiók feltérképezésére, konkrét tárgyak, például vegyszerek és méreganyagok vagy természeti katasztrófa után túlélők után kutatva. Veszélyes anyagok szállítására és emberi beavatkozás nélküli bányászati ​​műveletek végzésére is használhatók. A nanorobot rajok gyógyszerszállítmányozási és precíziós kezelési gyógyászatban való fejlesztése valószínűleg megnövekedett érdeklődést és befektetéseket is eredményez majd. Végül a robotrajok felhasználhatók a mezőgazdasági szektorban a gazdálkodás átalakítására és a gazdálkodók munkaterhelésének csökkentésére a betakarítás és az ültetés automatizálásával.

A robotrajok következményei

A robotrajok tágabb következményei a következők lehetnek:

• Csökkent a képzetlen munkaerő iránti kereslet az ismétlődő feladatok elvégzéséhez a raktárakban, gyárakban és gazdaságokban.
• Jobb munkavállalói biztonság, mivel az ilyen rendszerek kiküszöbölik a munkavállalók veszélyes feladatok elvégzését.
• Nanorobotikus rajokat fecskendeznek be a betegekbe orvosi beavatkozások céljából, és akár teljesen helyettesíthetnek bizonyos műtéteket (2050-es évek).
• A robotrajok széles körben elterjedt alkalmazása költségmegtakarítást eredményez az olyan iparágakban, mint a mezőgazdaság és a logisztika.
• Swarm robotokat telepítenek a megújuló energia előállítására és karbantartására, például napelemek tisztítására.
• A robotrajok felhasználhatók más bolygók, holdak és aszteroidák felfedezésére és feltérképezésére, vagy olyan űrbeli feladatok elvégzésére, amelyek túl veszélyesek vagy nehézkesek lennének az emberi felfedezők számára.
• Továbbfejlesztett környezeti felügyelet, kármentesítés és megőrzés, beleértve a szennyezés megfigyelését, az olajszennyezések észlelését vagy a föld- és vízkészletek feltérképezését.
• Ezeket az eszközöket megfigyelésre és felderítésre, például határellenőrzésre és biztonságra használják, de kémkedésre és kibertámadásokra is használják.
• Jobb precíziós gazdálkodás, ideértve a növények megfigyelését, valamint a kártevők és gyomok elleni védekezést, ami a terméshozam növekedéséhez és a peszticidek használatának csökkenéséhez vezethet.

Megfontolandó kérdések

• Milyen egyéb területeken számítanak még robotrajok alkalmazására?
• Milyen etikai szempontokat kell figyelembe venni a rajrobotok fejlesztése és használata során?