Os editores realizaram uma pesquisa on-line de problemas não resolvidos na robótica e organizaram um painel de especialistas em robótica que listaram os 30 tópicos mais importantes e os dividiu em 10 grandes desafios que poderiam Os próximos cinco a 10 anos têm um impacto significativo.
Aqui estão os dez melhores desafios que apresentaram:
1, novos materiais e programas de fabricação
A robótica está começando a não se limitar aos métodos de fazer robôs com motores, engrenagens e sensores e tentar integrar múltiplas funções em um único material usando tecnologias como músculos artificiais, robótica macia e novos métodos de fabricação, mas estes avançados A maioria dos métodos de fabricação ainda estão em sua infância, de modo que a sua integração é difícil de encontrar. Materiais multifuncionais, como indução, movimento, colheita de energia ou armazenamento de energia, podem tornar os projetos robóticos mais eficientes, mas combinando esses atributos diferentes em um Novos métodos precisam ser usados em máquinas de palco e o novo método deve ser uma mistura de técnicas de produção em microescala e em massa. Outra direção de pesquisa promissora é material que pode ser adaptado ao meio ambiente ou auto-cura ao longo do tempo, mas isso requer Faça mais pesquisas.
2, robô biónico e robô biológico híbrido
A natureza resolveu muitos dos problemas que os especialistas em robotização estão tentando resolver, muitos estão se voltando para a biologia para a inspiração e estão tentando integrar os sistemas de vida em seus robôs, mas eles próprios fornecem as propriedades mecânicas e os sistemas biológicos que replica músculos Capacidade de energia, ainda há um enorme gargalo. O desenvolvimento muscular artificial fez grandes progressos, mas a robustez, a eficiência, a vitalidade e a densidade de energia muscular precisam ser melhoradas. As células vivas podem ser incorporadas em robôs podem superar a Os robôs pequenos fornecem o poder de quebra-cabeças, mas também incorporam biometria, como autocura e detecção embutida em robôs, mas como integrar essas peças continua a ser um grande desafio. Enquanto mais e mais "robótica" estão ajudando as pessoas a desbloquear grandes Segredos naturais, mas também precisamos fazer mais para entender como os animais podem transição entre habilidades como o vôo e a natação para construir uma plataforma multicanal.
3, energia e energia
O armazenamento de energia é um grande gargalo na robótica móvel e a crescente demanda por drones, veículos elétricos e energia renovável levou a avanços na tecnologia de bateria, mas os desafios básicos não mudaram por muitos anos, Ao mesmo tempo que o desenvolvimento das baterias, os esforços devem ser feitos para minimizar a demanda por eletricidade dos robôs e permitir que eles usem novas fontes de energia, tornando-os duas áreas de pesquisa promissoras que merecem pesquisa, extraindo energia do meio ambiente e transferindo energia no ar.
4, tarefas de processamento de cluster de robôs
Clusters de robôs simples montados em diferentes estruturas para lidar com diferentes tarefas podem ser alternativas mais baratas e flexíveis para robôs maiores que realizam tarefas específicas da missão. Hardware mais pequeno, mais barato e mais poderoso Permite que os robôs simples percebam o ambiente circundante e, em combinação com a inteligência artificial, simulam o que pode ser visto nos rebanhos da natureza. No entanto, é necessário mais para alcançar o controle mais efetivo sobre grupos de robôs de diferentes tamanhos Trabalho - Os grupos pequenos podem ser controlados de forma centralizada, mas os grupos grandes precisam ser dispersos em grupos menores para controle adicional. Esses robôs também precisam ser mais robustos para se adaptar às condições do mundo real e resistir a lesões deliberadas ou acidentais. Além disso, Existe também a necessidade de mais pesquisas sobre diferentes robôs com funções complementares.
5, navegação e exploração
Um dos principais usos para os robôs é explorar áreas não acessíveis aos seres humanos, como áreas de profundidade, espaço ou desastre, o que significa que eles precisam ser bons para explorar e navegar em ambientes sem mapas e, muitas vezes, extremamente caóticos e perigosos. Os principais desafios incluem a criação de um Adapte, aprenda e se recupere de falhas de navegação e possa reconhecer novas descobertas. Isso requer um alto grau de autonomia, permitindo que o robô monitore e reinicie, ao mesmo tempo em que seja capaz de utilizar múltiplos, com diferentes confiabilidade e precisão Fontes de dados criam uma imagem do mundo.
6, a própria robótica
O aprendizado profundo revolucionou a capacidade de padrões de identificação de máquinas, mas precisa ser combinado com um raciocínio baseado em modelo para criar robôs adaptáveis que possam aprender do processo de trabalho. O ponto chave aqui é criar inteligência artificial, que Estar ciente de suas próprias limitações e aprender a aprender coisas novas cria um sistema que aprende rapidamente a partir de um conjunto limitado de dados sem ter que aprender com milhões de exemplos necessários para o aprendizado profundo É importante que a nossa compreensão da inteligência humana seja a chave para resolver esses problemas.
7, interface cerebral da máquina
A interface criativa permitirá o controle contínuo de robôs avançados, mas também pode ser uma maneira mais rápida e natural de comunicar instruções com robôs ou apenas para ajudá-los a entender o estado mental em humanos. A maioria das medidas cerebrais atuais As atividades são caras e pesadas, por isso é importante ser funcional em dispositivos simples, de baixa potência e sem fio, e eles tendem a ser estendidos para treinar, calibrar e se adaptar devido à imprecisão na leitura da atividade cerebral. Resta saber se eles superarão técnicas mais simples, como movimentos oculares ou leitura de sinais musculares.
8, interação social
Se os robôs devem entrar na vida humana, eles precisarão aprender como lidar com os seres humanos, mas isso não é fácil porque temos muito poucos modelos de comportamento humano e podemos facilmente subestimar a complexidade de nossa humanidade inata. Os robôs precisam ser capazes de perceber sugestões sociais sutis, como expressões faciais ou entonações, compreender o contexto cultural e social em que vivem e modelar o estado mental da pessoa que interage com elas para se adaptarem à comunicação com os seres humanos, seja em Relações de curto prazo ou relacionamentos de longo prazo no processo.
9, robôs médicos
A medicina é uma das áreas em que a robótica pode ter um impacto significativo no futuro próximo. Atimização dos equipamentos robotizados dos cirurgiões já está em uso, mas um dos principais desafios é aumentar a autonomia desses sistemas em ambientes de alto risco. Robôs automáticos O ajudante precisa ser capaz de reconhecer a anatomia do corpo humano em uma variedade de situações e usar a consciência situacional e comandos de voz para entender as necessidades de diferentes cenários. Na cirurgia, os robôs automatizados podem realizar etapas de rotina no procedimento cirúrgico para tornar o cirurgião mais doente Serviços de pacientes complicados Também há esperança de que os micro robôs que operam dentro do corpo humano sejam popularizados no futuro, mas ainda há muitos obstáculos para o uso de tais robôs, incluindo sistemas de entrega efetivos, métodos de rastreamento e controle, e a chave é encontrar tratamentos que melhorem os métodos existentes .
10, robô ética e segurança
À medida que os desafios anteriores são superados um a um, o robô irá integrar-se gradualmente em nossas vidas, mas esse desenvolvimento também criará novos desafios éticos. Mais importante ainda, podemos confiar demais no robô, o que pode levar à perda humana de certos Habilidades e habilidades nos impedem de assumir o controle da situação em caso de falha e, eventualmente, podemos delegar ao robô a tarefa de exigir a supervisão humana por razões morais, de modo que, em caso de falha, as pessoas estenderão suas responsabilidades para o robô. Também pode reduzir o direito das pessoas à autodeterminação à medida que o comportamento humano muda em resposta a algumas atividades diárias e restrições exigidas para o efetivo trabalho de robôs e inteligência artificial.