Сергей Байдали - 11 направлений робототехники в Томске

На совершенствование роботов влияют достижения многих отраслей науки и в первую очередь робототехники. Наибольшую роль в развитие умных машин оказывают наука о материалах и развитие компьютерной техники.

Сергей Байдали, специалист в области робототехники, имеет собственное мнение на этот вопрос: «Развитие робототехники и расширение сфер деятельности, в которые она проникает, действительно зависит от развития целого ряда научно-технических направлений, исчерпывающий перечень которых приведен в обзоре Сбербанка. При этом, не в меньшей степени скорость этого развития определяется готовностью текущего и создаваемого производства внедрять и эксплуатировать робототехнические системы. Этому принципиальному моменту уделяется внимание в отдельных документах, но по-настоящему системного исследования до сих пор нет. Например, одним из наиболее острых вопросов эксплуатации этих систем являются квалифицированные кадры и наличие системы подготовки новых и переподготовки существующих специалистов.»

Отмечено 11 направлений, которые сыграли в 2019 г. наибольшую роль как в развитии самого роботостроения, так и заложившие основы для дальнейшего развития отрасли.

1. Новые материалы

Согласно статистическим данным, на каждый задействованный в 2019 г. в производственном процессе робот приходится 3 500 человек. Такую пропорцию невозможно изменить без серьезных исследований и работы в материаловедении. По их мнению, наука о материалах должна заняться двумя проблемами:

1. Исследованием нитрида галлия, призванного сменить кремний в производстве микросхем.
2. Исследованиями супертонкого и сверхпрочного графена, необходимого для изготовления исполнительных приводов умных машин, аккумуляторов и других компонентов роботов.

Исследования по новым источникам энергии, ее сбора и сохранения

Если бы рацион питания человека состоял из бензина, то для его деятельности хватило бы 150 г/сутки. Для того, чтобы андроиды могли соревноваться в работоспособности с человеком, необходимо проведение серьезных работ по поиску новых источников питания и энергосбережения.

Взаимодействие групп роботов и людей

Разнообразие условий и рисков при выполнении роботами возложенных на них обязанностей требует создания постоянного и надежного канала связи для предотвращения несчастных случаев.

Ориентировка в пространстве в сложных условиях

Для того, чтобы робот мог выполнять заложенную в нем программу, он должен свободно ориентироваться и передвигаться в различных окружающих средах, в том числе в тех, где человек физически не может существовать, к примеру, на океанском дне, в жерле вулкана или центре техногенной катастрофы.

Помимо этого, необходимо создавать автономную систему ориентации в пространстве на тот случай, если оператор потеряет связь с роботом, к примеру, сломается ретранслятор или возникнет преграда, препятствующая прохождению того или иного типа сигнала. Такие исследования уже проводятся как в Российской Федерации, так и за ее границами.

Способность к обучению

Совершенствование интеллекта роботов нужно для производства машин, способных к самообучению и/или обучению своих «коллег». Аналитики Сбербанка выделили четыре направления, необходимых для дальнейшего развития роботостроения:

1. Увеличение коэффициента эффективного применения нейросетей, достигаемое путем усложнения их строения или уменьшения потребления энергии.
2. Ускорение и/или упрощение обучения машин необходимым навыкам за счет внедрения алгоритмических процедур взамен жестких и маловариативных программ используемых сегодня.
3. Развитие облачных сервисов, необходимых для массового обучения роботов.
4. Развитие искусственного интеллекта для совершенствования двигательных функций кибернетических организмов.

Взаимодействие между оператором и машиной

Для более широкого внедрения роботов в изготовлении товаров и повседневной жизни необходимо увеличить их производственную эффективность. Максимальный экономический эффект будет достигнут не благодаря замене людей андроидами, а в их взаимодействии. Сотрудничество человека и машины должно развиваться в следующих направлениях:

1. Использование роботов в качестве рабочего инструмента, повторяющего деятельность рабочего.
2. Применение киборгов, способных расширить возможности человеческого организма.
3. Использование андроидов в качестве аватаров, то есть механизмов, управляемых оператором дистанционно при работе в сложных условиях.
4. Социальные коммуникации между роботом и человеком.

Действия роботов

Возможности промышленных роботов будут расти благодаря развитию обратной связи сенсоров и совершенствованию ПО.

Развитие сенсорики

Наличие сенсоров и их дальнейшее развитие поможет умной машине лучше воспринимать окружающую обстановку и реагировать на ее изменения, адаптируя свои действия. Снижение стоимости сенсоров и увеличение их числа, а также увеличение числа оцениваемых ими параметров должно стать одной из основных задач, решение которых необходимо для дальнейшего развития роботостроения.

Робосимуляторы

Наличие специализированного программного обеспечения, способного симулировать действия робота в той или иной обстановке, позволит сократить расходы на разработку новых моделей. Для этого необходимо увеличение объемов хранимой на носителе информации и ускорение ее обработки.

Использование новых приводов

Проектирование и производство новых образцов приводных узлов (редукторов и двигателей) будет способствовать созданию более совершенных машин.

Проектирование и изготовление

Развитие библиотек электронных компонентов и протоколов, виртуальная реальность и другие достижения вычислительной техники во много раз сократят время и трудозатраты необходимые для проектирования новых моделей андроидов. Аналогичные исследования должны проводиться и в производственной сфере (новые производственные технологии, материалы, возможности оборудования и т.д.).

Источник: Сергей Байдали

На правах рекламы