ฝูงหุ่นยนต์: กลุ่มที่มีหุ่นยนต์ประสานงานอย่างอิสระ

• เขียนโดย:
• ชื่อผู้เขียน

  มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
• April 14, 2023

สรุปข้อมูลเชิงลึก

หลักการทำงานของฝูงสัตว์ในธรรมชาติเป็นแรงบันดาลใจให้นักวิทยาศาสตร์สร้างระบบหุ่นยนต์ที่คล้ายกัน ฝูงหุ่นยนต์เหล่านี้ได้รับการออกแบบให้ทำงานต่างๆ เช่น การนำทาง การค้นหา และการสำรวจได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสานกัน ระบบหุ่นยนต์เหล่านี้กำลังขยายตัวในด้านต่างๆ เช่น การเกษตร โลจิสติกส์ การค้นหาและกู้ภัย และการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม 

บริบทฝูงหุ่นยนต์

พฤติกรรมแบบฝูงที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติทำให้สิ่งมีชีวิตที่ตัวเล็กที่สุด เช่น ปลวก สร้างเนินสูงได้ถึงเก้าเมตร ได้รับแรงบันดาลใจ นักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานกับหุ่นยนต์ฝูง: หุ่นยนต์ที่เรียบง่ายและเป็นอิสระที่ทำงานเพื่อเป้าหมายกลางผ่านความร่วมมือและการประสานงานโดยไม่จำเป็นต้องมีการจัดการจากส่วนกลาง 

การออกแบบสมาชิกฝูงนั้นเรียบง่าย ทำให้การก่อสร้างเป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจ 
ระบบหุ่นยนต์ฝูงที่มีประสิทธิภาพจำเป็นต้องแสดงความยืดหยุ่นในงานและบทบาทที่มอบหมายให้กับสมาชิก จำนวนของหุ่นยนต์ที่มีอยู่ไม่คงที่และไม่ควรส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบ แม้ว่าจะมีการสูญเสียเกิดขึ้นระหว่างการดำเนินการก็ตาม การออกแบบควรสามารถใช้งานได้แม้จะมีการรบกวนจากสิ่งแวดล้อมหรือข้อบกพร่องของระบบ ระบบฝูงหุ่นยนต์สามารถแสดงถึงความเป็นอิสระ ความสามารถในการจัดระเบียบตนเอง (ซึ่งเป็นลักษณะที่สำคัญที่สุด) และทักษะการสื่อสารทางอ้อมเช่นกัน 

หุ่นยนต์เอกพจน์จะต้องมีความซับซ้อนและมีราคาแพงมากเพื่อแสดงให้เห็นถึงช่วงของลักษณะเฉพาะที่ระบบหุ่นยนต์ฝูงมี พวกเขายังไม่อนุญาตให้มีการทำงานซ้ำซ้อน ในขณะที่หุ่นยนต์ฝูงสามารถปรับให้เข้ากับการสูญเสียของหุ่นยนต์แต่ละตัวได้ คุณสมบัติทั้งหมดดังกล่าวทำให้ระบบหุ่นยนต์จับฝูงมีความได้เปรียบเหนือเครื่องจักรทั่วไป เปิดการใช้งานในอุตสาหกรรม บริการรักษาความปลอดภัย และแม้แต่การแพทย์    

อย่างไรก็ตาม การจับกลุ่มหุ่นยนต์ก็มีข้อจำกัดเช่นกัน ลักษณะการกระจายอำนาจของระบบหุ่นยนต์ฝูงสามารถทำให้เหมาะสมน้อยลงสำหรับการใช้งานบางประเภท เนื่องจากความเป็นอิสระ หุ่นยนต์อาจตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมเฉพาะตัวและเป็นธรรมชาติ ซึ่งอาจนำไปสู่พฤติกรรมที่ไม่สอดคล้องกันภายในกลุ่ม สำหรับการใช้งานในชีวิตจริงหลายๆ รูปแบบ ลักษณะการกระจายอำนาจของหุ่นยนต์จับกลุ่มทำให้ยากต่อการบรรลุระดับการควบคุมและความแม่นยำที่ต้องการ

ผลกระทบก่อกวน 

หุ่นยนต์ฝูงจะถูกนำมาใช้มากขึ้นในโรงงานและคลังสินค้าเพื่อทำงานซ้ำๆ ตัวอย่างเช่น บริษัทสตาร์ทอัพของจีน Geek+ ได้พัฒนา Autonomous Mobile Robots (AMRs) ซึ่งสามารถนำทางไปยังคลังสินค้าในฮ่องกงได้โดยใช้รหัส QR ที่พื้นเพื่อเป็นแนวทาง หุ่นยนต์เหล่านี้ยังใช้ปัญญาประดิษฐ์ในการตัดสินใจเกี่ยวกับทิศทางและเส้นทางเพื่อไปให้ถึงจุดหมาย Geek+ อ้างว่าติดตั้งหุ่นยนต์มากกว่า 15,000 ตัวในคลังสินค้าใน 30 ประเทศ รวมถึงหุ่นยนต์ของบริษัทอย่าง Nike และ Decathlon

การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิทยาการหุ่นยนต์จับฝูงจะช่วยปรับปรุงอัลกอริธึม เพิ่มการใช้งานในภาคส่วนอื่นๆ (เช่น การทหาร) ที่เกี่ยวข้องกับงานที่อาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ เช่น การตรวจจับและปลดชนวนระเบิด หุ่นยนต์สามารถใช้ในการสำรวจพื้นที่อันตรายเพื่อค้นหาสิ่งของเฉพาะ เช่น สารเคมีและสารพิษ หรือผู้รอดชีวิตหลังเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อขนส่งวัสดุอันตรายและดำเนินการขุดโดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์ การพัฒนาฝูงนาโนโรบอตสำหรับการนำส่งยาและการรักษาที่แม่นยำนั้นมีแนวโน้มที่จะได้รับความสนใจและการลงทุนเพิ่มขึ้นเช่นกัน ท้ายที่สุด ฝูงหุ่นยนต์สามารถนำไปใช้ในภาคเกษตรกรรมเพื่อเปลี่ยนแปลงการทำฟาร์มและลดภาระงานของเกษตรกรโดยการเก็บเกี่ยวและเพาะปลูกโดยอัตโนมัติ

ผลกระทบของฝูงหุ่นยนต์

ผลกระทบที่กว้างขึ้นของฝูงหุ่นยนต์อาจรวมถึง:

• ความต้องการแรงงานไร้ทักษะที่ลดลงเพื่อทำงานซ้ำๆ ในโกดัง โรงงาน และฟาร์ม
• ความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงานดีขึ้น เนื่องจากระบบดังกล่าวทำให้พนักงานไม่ต้องปฏิบัติงานที่เป็นอันตราย
• ฝูงนาโนโรโบติกถูกฉีดเข้าไปในผู้ป่วยเพื่อทำหัตถการทางการแพทย์ และพวกมันอาจใช้แทนการผ่าตัดบางอย่างได้ทั้งหมด (ยุค 2050)
• การนำฝูงหุ่นยนต์มาใช้อย่างแพร่หลายนำไปสู่การประหยัดต้นทุนสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การเกษตรและโลจิสติกส์
• มีการนำหุ่นยนต์ Swarm มาใช้ในการผลิตและบำรุงรักษาพลังงานหมุนเวียน เช่น การทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์
• ฝูงหุ่นยนต์สามารถใช้เพื่อสำรวจและทำแผนที่ดาวเคราะห์ดวงอื่น ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์น้อย หรือทำงานเกี่ยวกับอวกาศที่อาจเป็นอันตรายหรือยากเกินไปสำหรับนักสำรวจที่เป็นมนุษย์
• ปรับปรุงการตรวจสอบ การแก้ไข และการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม รวมถึงการตรวจสอบมลพิษ การตรวจจับการรั่วไหลของน้ำมัน หรือการทำแผนที่ที่ดินและทรัพยากรน้ำ
• อุปกรณ์เหล่านี้ใช้สำหรับการเฝ้าระวังและการลาดตระเวน เช่น การควบคุมชายแดนและการรักษาความปลอดภัย แต่ยังใช้สำหรับการจารกรรมและการโจมตีทางไซเบอร์
• การทำฟาร์มที่แม่นยำยิ่งขึ้น รวมถึงการตรวจสอบพืชผลและการควบคุมศัตรูพืชและวัชพืช ซึ่งอาจนำไปสู่การเพิ่มผลผลิตพืชผลและลดการใช้ยาฆ่าแมลง

คำถามที่ต้องพิจารณา

• คุณคาดหวังให้ฝูงหุ่นยนต์ทำงานในด้านใดอีกบ้าง
• ข้อควรพิจารณาด้านจริยธรรมใดที่ควรคำนึงถึงในการพัฒนาและใช้งานหุ่นยนต์จับฝูง?