10 problemi di robotica per i prossimi 10 anni

La Robotica hanno fatto enormi progressi negli ultimi anni, ma le macchine rimane ancora molti ostacoli prima di stretto di entrare nella nostra vita. La rivista Science Robotics segnato dieci grandi manager che hanno bisogno di risolvere, per questo è diventato realtà. I redattori del giornale ha condotto un sondaggio online in attesa di problemi nel campo della robotica e ha intervistato un gruppo di esperti del settore.

i Nuovi materiali e schemi di assemblaggio

Robotica cominciano a discostarsi dai soliti motori, ingranaggi e sensori, la sperimentazione di tali elementi, come muscoli artificiali, morbido robotica e nuove tecniche di assemblaggio, che combinano un sacco di funzioni in un unico materiale. Ma la maggior parte della lista di questi successi non ancora superato la fase di dimostrazione, e di unire e non è affatto presto per dirlo.

Materiali Multifunzionali uniscono sensibilità, il movimento, la raccolta di energia o la sua conservazione e consentono di progettare più efficaci robot. Ma la combinazione di queste proprietà in una macchina richiede nuovi approcci, combinano micro - e макромасштабные tecniche di assemblaggio. Un altro promettente inossidabile materiali, che possono variare nel tempo, adattandosi o convalescenza, ma in questo campo è necessaria molta più ricerca.

Биовдохновленные e биогибридные robot

La Natura ha già deciso un sacco di problemi su cui si grattano la testa robotica, così molti di loro si sono rivolti alla biologia in cerca di ispirazione o anche includono i sistemi viventi nel loro robot. Tuttavia, la riproduzione meccanica delle prestazioni dei muscoli e la capacità dei sistemi biologici da soli a nutrire si trova ad affrontare «strette» posti in fase di sviluppo.

L'Area di muscoli artificiali già visto notevoli progressi, ma la loro forza, l'efficacia, la densità di energia e potenza necessitano di miglioramento. L'introduzione di cellule viventi in un robot in grado di superare le difficoltà connesse con l'uso di piccoli robot, e anche utilizzare le funzioni biologiche, come auto-guarigione e la percezione, ma l'integrazione di tali componenti — un compito difficile. E anche se la crescente «робозоопарк» ci aiuta a imparare i segreti della natura, è necessario spendere di più il lavoro su come gli animali hanno effettuato il passaggio dal puro di volo e di nuoto a мультимодальным piattaforme.

la Potenza e l'energia

Lo Stoccaggio di energia — un grave ostacolo per la robotica mobile. La crescente domanda di droni, veicoli elettrici e di energie rinnovabili spinge il progresso nel campo delle batterie, ma i problemi fondamentali rimangono per la maggior parte inalterati per molti anni.

A causa Di questo problema, che in parallelo con lo sviluppo delle batterie vi è la necessità di ridurre al minimo il consumo di energia robot e l'allestimento di nuove fonti di energia. Dare ai robot la possibilità di utilizzare l'energia del suo ambiente e la trasmissione dell'energia di loro in modalità wireless — questi due promettenti approcci attualmente attivo in fase di studio.

uno Sciame di robot

Uno Sciame di semplici robot, che sono raccolti in diverse configurazioni per ogni tipo di attività, può essere a basso costo e flessibile alternativa grande, specializzato robot. Sono piccoli, poco costosi e potenti elementi hardware che consentono un semplice robot sentire l'ambiente circostante e di comunicare, in combinazione con l'intelligenza artificiale, che può simulare questo tipo di comportamento, esistono già in natura роях.

è Necessario effettuare più lavoro sopra efficaci forme di controllo a diverse scale — piccoli sciami possibile controllare centralmente, ma più grandi devono essere più centralizzati. Hanno anche bisogno di essere forte direzione soluzioni duttili e adattabili alle mutevoli condizioni del mondo reale e resistenti alla intenzionale o accidentale danni. Inoltre, è necessario lavorare di più su di sciami eterogenei robot con funzionalità aggiuntive.

Navigazione e l'esplorazione

La Chiave caso di utilizzo di robot è lo studio di luoghi dove non possono arrivare le persone, ad esempio, nel mare profondo, spazio o zona del disastro. Questo significa che hanno bisogno di essere abili nell'esplorazione e navigazione senza carte, spesso caotico e un ambiente ostile.

I problemi Principali includono la creazione di sistemi che possono adattarsi, imparare e recuperare gli errori nella navigazione, ma anche in grado di creare e riconoscere le nuove scoperte. Ciò richiederà autonomia di alto livello, che consentirà ai robot di monitorare e riconfigurazione di noi stessi, di creare un'immagine del mondo da diverse fonti di dati diverse affidabilità e precisione.

IA per i robot

Una Profonda formazione ha dato alle macchine la capacità di riconoscere i modelli e gli schemi su un nuovo livello, ma è necessario associare con modellato il ragionamento per creare adattabili robot, che sarà in grado di imparare «al volo».

La Chiave di questo è la creazione di intelligenza artificiale, che è consapevole dei propri limiti e può imparare imparare cose nuove. È anche importante creare sistemi che possono imparare rapidamente sulla base di dati limitati, e non su milioni di esempi utilizzati nel profondo insegnamento. Ulteriori progressi nella nostra comprensione dell'intelletto umano anche saranno necessari per risolvere questi problemi.

Нейрокомпьютерные interfacce

Нейрокомпьютерные interfacce permettono di gestire discretamente sviluppati protesi robotizzate, inoltre, garantiscono una più veloce e naturale per trasferire istruzioni robot o semplicemente aiutano a capire lo stato mentale di una persona.

La Maggior parte dei moderni approcci alla misural'attività cerebrale cari e goffi, quindi abbiamo bisogno di sviluppare compatti, ergonomici e dispositivi wireless. Essi devono attivare l'apprendimento, la calibrazione e l'adattamento a causa del fatto che non siamo in grado di leggere l'attività cerebrale. Inoltre, resta da vedere se possono funzionare meglio di semplici tecniche come tracciare il movimento degli occhi o la lettura di segnali muscolari.

l'interazione Sociale

Se i robot vogliono entrare in un ambiente umano, hanno bisogno di imparare a comunicare con le persone. Questo è difficile, perché non abbiamo molto chiaramente espressi modelli di comportamento delle persone e tendiamo a sottovalutare la complessità di ciò che ci sembra naturale.

Robot Sociali dovranno essere in grado di percepire i minimi segnali sociali, come l'espressione del viso o l'intonazione, la comprensione culturale e il contesto sociale in cui operano, e di simulare le condizioni psichiche delle persone con cui interagiscono, adattando il loro rapporto nel breve termine e che costruiscono un rapporto a lungo termine.

Medici robot

Medicina — uno dei settori in cui i robot possono avere un impatto significativo nel prossimo futuro. Il dispositivo, che completano le capacità del chirurgo, già utilizzati su base quotidiana, ma di dare loro piena autonomia non siamo ancora in grado a causa di alti tassi di interesse e del rischio.

Autonomo assistenti a fronte di robot sarà necessario imparare a riconoscere l'anatomia umana in contesti diversi e utilizzare consapevolezza situazionale e comandi vocali per la comprensione di ciò che è richiesto di loro. In chirurgia robot autonomi possono eseguire le normali operazioni, liberando il chirurgo più sottile e importante lavoro.

Microrobot che lavorano nel corpo umano, troppo promettono molto, ma sono in fase embrionale del suo sviluppo.

l'Etica e la sicurezza dei robot

Come superare i problemi attuali e l'integrazione di robot nella nostra vita, ci troviamo di fronte a nuove sfide etiche. La cosa più importante — possiamo diventare eccessivamente dipendenti da robot.

Questo può portare al fatto che la gente si sbarazzi di determinate competenze e abilità e non sarà in grado di prendere le redini in caso di guasto di un sistema robotico. Possiamo eventualmente delegare compiti, che per motivi etici sgradevole per la gente, e la colpa di tutto su sistemi autonomi.