Зграї роботів: групи з автономно координуючими роботами

• Автор:
• ім'я автора

  Quantumrun Foresight
• Квітень 14, 2023

Короткий огляд

Принципи роботи роїв у природі надихають вчених на створення подібних роботизованих систем. Ці роботизовані зграї створені для ефективного та скоординованого виконання таких завдань, як навігація, пошук і дослідження. Ці роботизовані системи розширюються в різних сферах, таких як сільське господарство, логістика, пошук і порятунок, моніторинг навколишнього середовища. 

Контекст зграй роботів

Поширена в природі ройова поведінка дозволяє найдрібнішим істотам, таким як терміти, будувати кургани заввишки дев’ять метрів. Отримавши натхнення, вчені працювали над ройовими роботами: простими, автономними роботами, які працюють над досягненням центральної мети шляхом співпраці та координації без необхідності центрального керування. 

Конструкція ройових членів проста, що робить їх будівництво економічно доцільним. 
Ефективні роєві роботизовані системи повинні демонструвати гнучкість у своїх завданнях і ролях, призначених членам. Кількість присутніх роботів не є фіксованою та не повинна впливати на продуктивність системи, навіть якщо під час операцій виникають втрати. Конструкція повинна працювати, незважаючи на порушення навколишнього середовища або системні недоліки. Роботизовані ройові системи можуть демонструвати автономність, здатність до самоорганізації (мабуть, найважливіша характеристика), а також навички непрямого спілкування. 

Окремі роботи повинні бути дуже складними та дорогими, щоб продемонструвати спектр характеристик, якими володіють роботизовані системи роя. Вони також не допускають резервування, тоді як ройові роботи можуть адаптуватися до втрат окремих роботів. Усі ці властивості дають роєвим роботам перевагу над звичайними машинами, відкриваючи застосування в промисловості, службах безпеки та навіть медицині.    

Однак для ройових роботів також є обмеження. Децентралізована природа роботизованих систем може зробити їх менш оптимальними для певних застосувань. Через свою автономію роботи можуть індивідуально та спонтанно реагувати на зміни в оточенні, що може призвести до неузгодженості поведінки в групі. Для багатьох реальних додатків децентралізована природа зграйних роботів може ускладнити досягнення необхідного рівня контролю та точності.

Руйнівний вплив 

Ройові роботи все частіше будуть використовуватися на заводах і складах для виконання повторюваних завдань. Наприклад, китайський стартап Geek+ розробив автономних мобільних роботів (AMR), які можуть орієнтуватися на складі в Гонконгу, використовуючи QR-коди на підлозі як орієнтири. Ці роботи також використовують штучний інтелект, щоб приймати рішення щодо напрямку та маршруту досягнення місця призначення. Geek+ стверджує, що впровадив понад 15,000 30 роботів на складах у XNUMX країнах, у тому числі таких компаній, як Nike і Decathlon.

Додаткові дослідження ройової робототехніки покращать алгоритми, збільшивши їх використання в інших секторах (наприклад, військових), які включають завдання, потенційно небезпечні для людей, наприклад виявлення та знешкодження бомб. Роботів можна використовувати для обстеження небезпечних регіонів у пошуках конкретних предметів, таких як хімікати та токсини, або тих, хто вижив після стихійного лиха. Їх також можна використовувати для транспортування небезпечних матеріалів і для проведення гірничих робіт без втручання людини. Розробка груп нанороботів для доставки ліків і точної медицини, ймовірно, викличе підвищений інтерес та інвестиції. Нарешті, зграї роботів можна використовувати в сільськогосподарському секторі для трансформації сільського господарства та зменшення робочого навантаження для фермерів шляхом автоматизації збору врожаю та посіву.

Наслідки зграй роботів

Більш широкі наслідки зграй роботів можуть включати:

• Зниження попиту на некваліфіковану робочу силу для виконання повторюваних завдань на складах, фабриках і фермах.
• Краща безпека працівників, оскільки такі системи позбавляють працівників від необхідності виконувати небезпечні завдання.
• Рої нанороботів вводять пацієнтам для медичних процедур, і вони можуть навіть повністю замінити певні операції (2050-ті роки).
• Широке впровадження зграй роботів призводить до економії коштів для таких галузей, як сільське господарство та логістика.
• Ройові роботи використовуються для виробництва та обслуговування відновлюваних джерел енергії, наприклад для очищення сонячних панелей.
• Рої роботів можна використовувати для дослідження та картографування інших планет, супутників і астероїдів або для виконання космічних завдань, які були б надто небезпечними або важкими для людей-дослідників.
• Покращений моніторинг навколишнього середовища, відновлення та збереження, включаючи моніторинг забруднення, виявлення розливів нафти або картографування земельних і водних ресурсів.
• Ці пристрої використовуються для спостереження та розвідки, наприклад для прикордонного контролю та безпеки, а також для шпигунства та кібератак.
• Краще точне землеробство, включаючи моніторинг посівів, боротьбу зі шкідниками та бур’янами, що може призвести до збільшення врожайності та зменшення використання пестицидів.

Питання для розгляду

• У яких ще сферах, на вашу думку, будуть використовуватися рої роботів?
• Які етичні міркування слід враховувати при розробці та використанні ройових роботів?