Robotsvermer: Grupper med autonomt koordinerende roboter

• Forfatter:
• forfatternavn

  Quantumrun Foresight
• April 14, 2023

Oppsummering av innsikt

Arbeidsprinsippene til svermer i naturen inspirerer forskere til å lage lignende robotsystemer. Disse robotsvermene er designet for å utføre oppgaver, som navigasjon, søk og utforskning, effektivt og på en koordinert måte. Disse robotsystemene ekspanderer innen ulike felt, som landbruk, logistikk, søk og redning og miljøovervåking. 

Robot svermer kontekst

Svermoppførselen som er vanlig i naturen lar de minste skapningene, som termitter, bygge hauger så høye som ni meter. Forskere har hentet inspirasjon og jobbet med svermroboter: enkle, autonome roboter som jobber mot et sentralt mål gjennom samarbeid og koordinering uten behov for sentral ledelse. 

Utformingen av svermmedlemmer er enkel, noe som gjør konstruksjonen deres økonomisk gjennomførbar. 
Effektive svermrobotsystemer må vise fleksibilitet i sine oppgaver og rollene som er tildelt medlemmene. Antall roboter til stede er ikke fast og bør ikke påvirke systemets ytelse, selv om det oppstår tap under drift. Designet skal kunne fungere til tross for miljøforstyrrelser eller systemiske feil. Robotsvermsystemer kan vise autonomi, selvorganiserende evner (uten tvil den mest avgjørende egenskapen), og indirekte kommunikasjonsevner også. 

Enkeltroboter må være svært komplekse og dyre for å demonstrere spekteret av egenskaper som svermrobotsystemer har. De tillater heller ikke redundans, mens svermroboter kan tilpasse seg tap av individuelle roboter. Alle slike egenskaper gir svermrobotsystemer en fordel i forhold til konvensjonelle maskiner, og åpner applikasjoner i industrier, sikkerhetstjenester og til og med medisin.    

Det er imidlertid begrensninger for svermeroboter også. Den desentraliserte naturen til svermrobotsystemer kan gjøre dem mindre optimale for visse applikasjoner. På grunn av sin autonomi kan roboter reagere på endringer i omgivelsene individuelt og spontant, noe som kan føre til inkonsekvens i atferden i gruppen. For mange virkelige applikasjoner kan den desentraliserte naturen til svermroboter gjøre det utfordrende å oppnå nivået av kontroll og presisjon som kreves.

Forstyrrende påvirkning 

Swarm-roboter vil i økende grad bli ansatt i fabrikker og varehus for å utføre repeterende oppgaver. For eksempel utviklet det kinesiske oppstartsselskapet Geek+ Autonomous Mobile Robots (AMR), som kan navigere i et lager i Hong Kong ved å bruke QR-koder på gulvet som veiledning. Disse robotene bruker også kunstig intelligens for å ta avgjørelser om retning og rute for å nå målet. Geek+ hevder å ha implementert over 15,000 30 roboter i varehus i XNUMX nasjoner, inkludert de fra selskaper som Nike og Decathlon.

Mer forskning på svermrobotikk vil forbedre algoritmer, øke bruken av dem i andre sektorer (som militæret) som involverer oppgaver som potensielt er farlige for mennesker, som å oppdage og desarmere bomber. Roboter kan brukes til å kartlegge farlige områder på jakt etter spesifikke gjenstander som kjemikalier og giftstoffer eller overlevende etter en naturkatastrofe. De kan også brukes til å transportere farlige materialer og til å utføre gruvedrift uten menneskelig innblanding. Utviklingen av nanorobotsvermer for medisinleveranser og presisjonsbehandlinger vil sannsynligvis også se økt interesse og investeringer. Til slutt kan robotsvermer brukes i landbrukssektoren for å transformere oppdrett og redusere arbeidsbelastningen for bønder ved å automatisere høsting og planting.

Implikasjoner av robotsvermer

Større implikasjoner av robotsvermer kan omfatte:

• En redusert etterspørsel etter ufaglært arbeidskraft for å utføre repeterende oppgaver i varehus, fabrikker og gårder.
• Bedre arbeidssikkerhet, da slike systemer eliminerer behovet for arbeidstakere til å utføre farlige oppgaver.
• Nanorobotsvermer blir injisert i pasienter for medisinske prosedyrer, og de kan til og med erstatte visse operasjoner helt (2050-tallet).
• Den utbredte bruken av robotsvermer fører til kostnadsbesparelser for bransjer som landbruk og logistikk.
• Svermroboter som brukes i produksjon og vedlikehold av fornybar energi, for eksempel rengjøring av solcellepaneler.
• Robotsvermer kan brukes til å utforske og kartlegge andre planeter, måner og asteroider, eller til å utføre rombaserte oppgaver som ville være for farlige eller vanskelige for menneskelige oppdagere.
• Forbedret miljøovervåking, sanering og bevaring, inkludert overvåking av forurensning, oppdage oljesøl eller kartlegging av land- og vannressurser.
• Disse enhetene brukes til overvåking og rekognosering, som grensekontroll og sikkerhet, men brukes også til spionasje og nettangrep.
• Bedre presisjonsjordbruk, inkludert overvåking av avlinger, og bekjempelse av skadedyr og ugress, noe som kan føre til økte avlinger og redusert bruk av plantevernmidler.

Spørsmål å vurdere

• Hvilke andre områder forventer du at robotsvermer skal være ansatt i?
• Hvilke etiske hensyn bør vurderes ved utvikling og bruk av svermroboter?