Robotsvärmar: Grupper med autonomt koordinerande robotar

• Författare:
• författarnamn

  Quantumrun Framsyn
• 14 april 2023

Insiktssammanfattning

Arbetsprinciperna för svärmar i naturen inspirerar forskare att skapa liknande robotsystem. Dessa robotsvärmar är designade för att utföra uppgifter, såsom navigering, sökning och utforskning, effektivt och på ett koordinerat sätt. Dessa robotsystem expanderar inom olika områden, såsom jordbruk, logistik, sök och räddning och miljöövervakning. 

Robot svärmar sammanhang

Det svärmbeteende som är vanligt i naturen låter de minsta varelserna, som termiter, bygga högar så höga som nio meter. Med inspiration har forskare arbetat med svärmrobotar: enkla, autonoma robotar som arbetar mot ett centralt mål genom samarbete och samordning utan behov av central ledning. 

Utformningen av svärmmedlemmar är enkel, vilket gör deras konstruktion ekonomiskt genomförbar. 
Effektiva svärmrobotsystem måste uppvisa flexibilitet i sina uppgifter och de roller som tilldelas medlemmarna. Antalet robotar som finns är inte fast och bör inte påverka systemets prestanda, även om förluster inträffar under drift. Konstruktionen ska kunna fungera trots miljöstörningar eller systemfel. Robotsvärmsystem kan uppvisa autonomi, självorganiserande förmåga (förmodligen den mest avgörande egenskapen) och även indirekt kommunikationsförmåga. 

Singulära robotar skulle behöva vara mycket komplexa och dyra för att visa de egenskaper som svärmrobotsystem har. De tillåter inte heller redundans, medan svärmrobotar kan anpassa sig till förluster av enskilda robotar. Alla sådana egenskaper ger svärmrobotsystem en fördel gentemot konventionella maskiner, vilket öppnar applikationer inom industrier, säkerhetstjänster och till och med medicin.    

Det finns dock begränsningar för svärmrobotar också. Den decentraliserade karaktären hos svärmrobotsystem kan göra dem mindre optimala för vissa tillämpningar. På grund av sin autonomi kan robotar reagera på förändringar i sin omgivning individuellt och spontant, vilket kan leda till inkonsekvenser i beteendet inom gruppen. För många verkliga tillämpningar kan den decentraliserade karaktären hos svärmrobotar göra det utmanande att uppnå den nivå av kontroll och precision som krävs.

Störande inverkan 

Svärmrobotar kommer i allt högre grad att användas i fabriker och lager för att utföra repetitiva uppgifter. Till exempel utvecklade kinesiska startupen Geek+ Autonomous Mobile Robots (AMR), som kan navigera i ett lager i Hong Kong med hjälp av QR-koder på golvet som vägledning. Dessa robotar använder också artificiell intelligens för att fatta beslut om riktning och väg för att nå sin destination. Geek+ hävdar att de har implementerat över 15,000 30 robotar i lager i XNUMX länder, inklusive företag som Nike och Decathlon.

Mer forskning om svärmrobotik kommer att förbättra algoritmer och öka deras användning i andra sektorer (som militären) som involverar uppgifter som kan vara farliga för människor, som att upptäcka och desarmera bomber. Robotar kan användas för att kartlägga farliga områden i jakt på specifika föremål som kemikalier och gifter eller överlevande efter en naturkatastrof. De kan också användas för att transportera farligt material och för att utföra gruvdrift utan mänsklig inblandning. Utvecklingen av nanorobotsvärmar för läkemedelsleveranser och precisionsbehandlingar kommer sannolikt också att se ökat intresse och investeringar. Slutligen kan robotsvärmar användas inom jordbrukssektorn för att omvandla jordbruket och minska arbetsbelastningen för jordbrukare genom att automatisera skörd och plantering.

Implikationer av robotsvärmar

Vidare konsekvenser av robotsvärmar kan inkludera:

• En minskad efterfrågan på okvalificerad arbetskraft för att utföra repetitiva uppgifter i lager, fabriker och gårdar.
• Bättre arbetarsäkerhet, eftersom sådana system eliminerar behovet för arbetare att utföra farliga uppgifter.
• Nanorobotiska svärmar injiceras i patienter för medicinska ingrepp, och de kan till och med ersätta vissa operationer helt och hållet (2050-talet).
• Den utbredda användningen av robotsvärmar leder till kostnadsbesparingar för industrier som jordbruk och logistik.
• Svärmrobotar som används för produktion och underhåll av förnybar energi, såsom rengöring av solpaneler.
• Robotsvärmar kan användas för att utforska och kartlägga andra planeter, månar och asteroider, eller för att utföra rymdbaserade uppgifter som skulle vara för farliga eller svåra för mänskliga upptäcktsresande.
• Förbättrad miljöövervakning, sanering och bevarande, inklusive övervakning av föroreningar, upptäckt av oljeutsläpp eller kartläggning av mark- och vattenresurser.
• Dessa enheter används för övervakning och spaning, såsom gränskontroll och säkerhet, men används också för spionage och cyberattacker.
• Bättre precisionsodling, inklusive övervakning av grödor, och bekämpning av skadedjur och ogräs, vilket kan leda till ökade skördar och minskad användning av bekämpningsmedel.

Frågor att överväga

• Vilka andra områden förväntar du dig att robotsvärmar ska vara anställda inom?
• Vilka etiska hänsyn bör beaktas vid utveckling och användning av svärmrobotar?