10 Probleme der Robotik auf die nächsten 10 Jahre

29

Robotik haben enorme Fortschritte in den letzten Jahren, aber bei den Autos bleibt es immer noch viele Hindernisse, bevor Sie zu einem fest in unser Leben eingehen. Die Zeitschrift Science Robotics bezeichnet die zehn großen Aufgaben, die Sie lösen müssen, damit es Wirklichkeit wurde. Die Redakteure führten eine Online-Umfrage über die noch offenen Probleme in der Robotik und haben eine Gruppe von Experten der Branche.

Neue Materialien und Schaltung Assemblys

Robotik beginnen, sich von den üblichen Motoren, Zahnrädern und sensoren durch das Experimentieren mit Elementen wie künstliche Muskeln, weiche Robotik und neue Methoden der Montage, die vereinen viele Funktionen in einem Material. Aber die meisten aus der Liste dieser Leistungen ist noch nicht vorbei die Phase der Demonstration und über die Bündelung und gar zu früh zu sagen.

Multifunktionale Materialien kombinieren Empfindlichkeit, Bewegung, Energie sammeln oder Ihre Technik der Lagerung und ermöglichen effizientere Roboter. Aber die Kombination dieser Eigenschaften in einer Maschine erfordert neue Ansätze, совмещающих Mikro – und макромасштабные Technik der Montage. Ein weiteres vielversprechendes Material waren, die möglicherweise mit der Zeit ändern, die Anpassung oder die Wiederherstellung, aber in diesem Bereich viel mehr Forschung erforderlich.

Биовдохновленные und биогибридные Roboter

Die Natur hat bereits beschlossen, eine Vielzahl von Problemen, zerbrechen sich den Kopf über die Robotik, so dass viele von Ihnen wandten sich an die Biologie auf der Suche nach Inspiration oder sogar lebende Systeme gehören in Ihren Robotern. Aber die Reproduktion der mechanischen Leistung der Muskeln und die Fähigkeit Biologischer Systeme, sich selbst zu nähren kollidiert mit «engen» sitzen in der Entwicklung.

Der Bereich der künstlichen Muskeln sah schon deutliche Fortschritte, aber Ihre Haltbarkeit, Effizienz, Energiedichte und Leistung verbessert werden müssen. Die Einführung von lebenden Zellen in der Roboter kann die Schwierigkeiten zu überwinden, im Zusammenhang mit der Verwendung von kleinen Robotern, aber auch die biologischen Funktionen wie Selbstheilung und integrierte Wahrnehmung, aber die Einführung solcher Komponenten ist eine komplexe Aufgabe. Und obwohl eine wachsende «робозоопарк» hilft uns, lernen Sie die Geheimnisse der Natur, müssen Sie verbringen mehr Arbeit an Themen, wie Tiere verwirklichten übergang vom reinen Flug-und Seefahrt auf multimodale Plattformen.

Leistung und Energie

Speicherung von Energie — ein gravierender Stolperstein für die Mobile Robotik. Die wachsende Nachfrage nach Drohnen, Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energie treibt den Fortschritt im Bereich der Batterie, aber die grundlegenden Probleme bleiben zum größten Teil unverändert seit vielen Jahren.

Daraus folgt, dass parallel mit der Entwicklung der Batterien ist die Notwendigkeit der Minimierung des Energieverbrauchs von Robotern und Ausstattung Ihrer neuen Energiequellen. Geben Robotern die Fähigkeit, die Energie Ihrer Umgebung und übertragen Ihnen Energie kabellos — diese zwei vielversprechende Ansatz wird derzeit aktiv untersucht.

Roboter-Schwarm

Ein Schwarm von einfachen Robotern, die sich in verschiedenen Konfigurationen für die Lösung einer Vielzahl von Aufgaben, kann eine billige und flexible Alternative zu einem großen, spezialisierter Roboter. Kleine, preiswerte und leistungsfähige Hardware-Elemente, die es ermöglichen, einfache Roboter Ihre Umgebung fühlen und zu kommunizieren, in Verbindung mit der KI, die kann diese Art von Verhalten zu modellieren, gibt es bereits in der natürlichen роях.

Sollte mehr Arbeit über effektive Formen der Steuerung in verschiedenen Maßstäben — kleine Schwärme können zentral Steuern, aber die größeren sollten mehr zentralisiert werden. Sie müssen auch robust sein und den wechselnden Bedingungen angepasste realen Welt und resistent gegen преднамеренному oder zufälligen Schäden. Auch Sie müssen mehr arbeiten Schwärmen heterogenen Roboter mit zusätzlichen Funktionen.

Navigation und Exploration

Wichtige Option der Verwendung von Robotern ist die Erforschung der Orte, wo nicht die Menschen geraten können, Z. B. in der Tiefsee, den Weltraum oder Katastrophengebiet. Dies bedeutet, dass Sie müssen in der Exploration und geschickte Navigation ohne Karten, oft in chaotischen und feindseligen Umgebung.

Die wichtigsten Probleme sind die Entwicklung von Systemen, die sich anpassen, lernen und Wiederherstellung nach Fehlern in der Navigation, erstellen sowie in der Lage zu erkennen und neue Entdeckungen. Dies erfordert Autonomie auf hoher Ebene, die es erlauben, Roboter zu verfolgen und sich selbst neu zu konfigurieren, erstellen Sie ein Bild der Welt aus mehreren Datenquellen unterschiedlicher Zuverlässigkeit und Genauigkeit.

KI für Roboter

Tieferes Studium hat die Möglichkeit, Maschinen erkennen Muster und Schemata auf eine neue Ebene, aber es ist zu verknüpfen mit der Modellierung von flurstücken überlegungen für die Schaffung von wandlungsfähigen Roboter, die lernen können «on the Fly».

Der Schlüssel dazu wird die Gründung der KI, die erkennt Ihre eigenen Grenzen und lernen kann lernen neuer Dinge. Es ist auch wichtig, Systeme zu erstellen, die schnell lernen auf der Grundlage der begrenzten Daten, und nicht auf Millionen von Beispielen, die in den tiefen der Ausbildung. Weitere Fortschritte in unserem Verständnis der menschlichen Intelligenz ist auch erforderlich, um diese Probleme zu lösen.

Нейрокомпьютерные Schnittstellen

Нейрокомпьютерные Schnittstellen ermöglichen unmerklich Steuern entwickelten Roboter-Prothesen, sowie eine schnellere und Natürliche Art und Weise zu übertragen, Anweisungen an die Roboter oder einfach Ihnen helfen, den psychischen Zustand des Menschen zu verstehen.

Die meisten modernen Ansätze zur Messung der Hirnaktivität teuer und klobig, daher brauchen wir in der Entwicklung von kompakten, ergonomischen und mobilen Geräten. Sie sollten erweiterte Ausbildung, die Kalibrierung und die Anpassung aufgrund der Tatsache, dass wir nicht genau Auslesen Aktivität des Gehirns. Darüber hinaus bleibt abzuwarten, ob Sie funktionieren besser als die einfache Techniken wie Tracking-Bewegungen der Augen oder des Ablesens Muskel-Signalen.

Soziale Interaktion

Wenn die Roboter wollen, geben Sie in die menschliche Umgebung, Sie müssen lernen, mit Menschen zu kommunizieren. Es ist schwierig, weil wir nicht so viele ausgeprägte Verhaltensmuster der Menschen und wir neigen dazu, unterschätzen die Komplexität der Tatsache, dass es scheint uns natürlich.

Soziale Roboter werden in der Lage sein wahrzunehmen kleinste soziale Signale wie mimik oder intonation, zu verstehen, die kulturelle und soziale Kontext, in dem Sie arbeiten, und simulieren die psychischen Zustände der Menschen, mit denen Sie interagieren, indem Sie Ihre Beziehungen in Kurzfristige und langfristige Beziehung führen.

Medizinische Roboter

Medizin — einer der Bereiche, in denen Roboter können erhebliche Auswirkungen bereits in Naher Zukunft. Geräte ergänzen die Möglichkeiten des Chirurgen, die bereits auf einer täglichen Basis verwendet werden, sondern geben Ihnen volle Autonomie wir können noch nicht wegen der hohen Preise und der Risiken.

Standalone-Assistenten in das Gesicht des Roboter müssen lernen, die menschliche Anatomie in verschiedenen Kontexten verwenden und umstandsbezogenes Bewußtsein und Sprachbefehle zu verstehen, was von Ihnen verlangt wird. Autonome Roboter in der Chirurgie üblichen Operationen durchführen können, befreit den Chirurgen für eine feine und wichtige Arbeit.

Микроботы, die in den menschlichen Körper, auch vieles Versprechen, aber befinden sich in embryonaler Entwicklungsstufe.

Ethik und Sicherheit der Roboter

Im Prozess der überwindung der aktuellen Probleme und der Integration von Robotern in unserem Leben, stehen wir vor neuen ethischen Problemen. Das wichtigste — wir werden übermäßig abhängig von den Robotern.

Dies kann dazu führen, dass die Menschen loszuwerden, die bestimmte Fertigkeiten und Fähigkeiten und nicht in der Lage, die Zügel Roboter im Falle eines Ausfalls des Systems. Wir können schließlich delegieren Aufgaben, die aus ethischen Gründen unangenehm für die Menschen und die Schuld auf autonome Systeme.

10 Probleme der Robotik auf die nächsten 10 Jahre
Ilja Hel