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로봇 떼: 자율적으로 조정하는 로봇이 있는 그룹

개발중인 작은 로봇의 자연에서 영감을 얻은 군대

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퀀텀런 예측
2023 년 4 월 14 일

인사이트 요약

자연에서 떼의 작동 원리는 과학자들이 유사한 로봇 시스템을 만들도록 영감을 줍니다. 이러한 로봇 무리는 내비게이션, 검색 및 탐색과 같은 작업을 효율적이고 조정된 방식으로 수행하도록 설계되었습니다. 이러한 로봇 시스템은 농업, 물류, 수색 및 구조, 환경 모니터링과 같은 다양한 분야로 확장되고 있습니다.

로봇 떼 컨텍스트

자연에서 흔히 볼 수 있는 군집 행동으로 인해 흰개미와 같은 가장 작은 생물이 XNUMX미터 높이의 언덕을 쌓을 수 있습니다. 영감을 얻은 과학자들은 중앙 관리 없이 협력과 조정을 통해 중앙 목표를 향해 일하는 단순하고 자율적인 로봇인 군집 로봇에 대해 연구해 왔습니다.

스웜 구성원의 설계는 간단하여 경제적으로 실현 가능합니다.
효과적인 군집 로봇 시스템은 작업과 구성원에게 할당된 역할에서 유연성을 보여야 합니다. 존재하는 로봇의 수는 고정되어 있지 않으며 작동 중에 손실이 발생하더라도 시스템 성능에 영향을 미치지 않아야 합니다. 설계는 환경 교란이나 시스템 결함에도 불구하고 작동할 수 있어야 합니다. 로봇 무리 시스템은 자율성, 자기 조직화 기능(아마도 가장 중요한 특성) 및 간접적인 의사소통 기술도 보여줄 수 있습니다.

단일 로봇은 군집 로봇 시스템이 보유한 특성의 범위를 시연하기 위해 매우 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 또한 중복성을 허용하지 않는 반면, 스웜 로봇은 개별 로봇의 손실에 적응할 수 있습니다. 이러한 모든 속성은 군집 로봇 시스템에 기존 기계보다 우위를 점하여 산업, 보안 서비스, 심지어 의학 분야에서도 응용 프로그램을 엽니다.

그러나 군집 로봇에도 한계가 있습니다. 떼 로봇 시스템의 분산된 특성으로 인해 특정 응용 프로그램에 덜 적합할 수 있습니다. 자율성 때문에 로봇은 주변 환경의 변화에 개별적으로 그리고 자발적으로 반응할 수 있으며, 이는 그룹 내 행동의 불일치로 이어질 수 있습니다. 많은 실제 응용 분야에서 떼 로봇의 분산 특성으로 인해 필요한 수준의 제어 및 정밀도를 달성하는 것이 어려울 수 있습니다.

파괴적 영향

군집 로봇은 반복적인 작업을 수행하기 위해 공장과 창고에서 점점 더 많이 사용될 것입니다. 예를 들어, 중국 스타트업 Geek+는 바닥에 있는 QR 코드를 지침으로 사용하여 홍콩의 창고를 탐색할 수 있는 AMR(Autonomous Mobile Robots)을 개발했습니다. 이 로봇은 또한 인공 지능을 사용하여 목적지에 도달하는 방향과 경로를 결정합니다. Geek+는 Nike 및 Decathlon과 같은 회사를 포함하여 15,000개국의 창고에 30개 이상의 로봇을 구현했다고 주장합니다.

군집 로봇 공학에 대한 더 많은 연구는 알고리즘을 개선하여 폭탄 탐지 및 해체와 같이 인간에게 잠재적으로 위험한 작업을 포함하는 다른 부문(예: 군대)에서의 사용을 증가시킬 것입니다. 로봇은 자연 재해 이후 화학 물질 및 독소 또는 생존자와 같은 특정 항목을 찾기 위해 위험 지역을 조사하는 데 활용할 수 있습니다. 또한 위험한 물질을 운반하고 사람의 개입 없이 채광 작업을 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 약물 전달 및 정밀 치료 의학을 위한 나노 로봇 군집의 개발에 대한 관심과 투자도 증가할 것으로 보입니다. 마지막으로, 로봇 떼는 농업 부문에서 활용되어 농업을 변화시키고 수확 및 파종을 자동화하여 농민의 작업량을 줄일 수 있습니다.

로봇 떼의 의미

로봇 떼의 더 넓은 의미는 다음과 같습니다.

창고, 공장 및 농장에서 반복적인 작업을 수행하기 위한 미숙련 노동력에 대한 수요 감소.
이러한 시스템은 작업자가 위험한 작업을 수행할 필요를 없애므로 작업자 안전이 향상됩니다.
Nanorobotic swarm은 의료 절차를 위해 환자에게 주입되고 있으며 특정 수술을 완전히 대체할 수도 있습니다(2050년대).
농업 및 물류와 같은 산업의 비용 절감으로 이어지는 로봇 무리의 광범위한 채택.
태양열 패널 청소와 같은 재생 에너지 생산 및 유지 관리에 배치되는 군집 로봇.
로봇 무리는 다른 행성, 달 및 소행성을 탐색하고 지도를 작성하거나 인간 탐험가에게 너무 위험하거나 어려운 우주 기반 작업을 수행하는 데 사용될 수 있습니다.
오염 모니터링, 기름 유출 감지 또는 토지 및 수자원 매핑을 포함하여 향상된 환경 모니터링, 개선 및 보존.
이러한 장치는 국경 통제 및 보안과 같은 감시 및 정찰에 사용되지만 스파이 및 사이버 공격에도 사용됩니다.
농작물 모니터링, 해충 및 잡초 통제를 포함하여 정밀 농업을 개선하여 농작물 수확량을 늘리고 살충제 사용을 줄일 수 있습니다.