Главные тенденции в развитии робототехники в ближайшем будущем

Масштабное исследование в индустрии робототехники провела группа аналитиков Сбербанка. Специалисты выделили 11 направлений, по которым будет развиваться эта отрасль. Пути совершенствования, интенсивность этого процесса определяют смежные отрасли. Развитие робототехнических производств напрямую зависит от разработок в компьютерных технологиях, научных достижений в сфере изобретения новейших материалов.

Наблюдается общая тенденция в формировании отношения к робототехнике. В прогнозах на ближайшее будущее возможности инновационных технологий обычно преувеличиваются. При определении далеких перспектив роль робототехники, напротив, недооценивается. Однако представителям сферы бизнеса, экспертным сообществам и государству в целом необходимо знать, в каком направлении будет продвигаться отрасль в будущем. Это позволит выполнить грамотное планирование, выбрать оптимальную стратегию.

Аналитики Сбербанка прогнозы на развитие робототехники разрабатывают каждый год. После проведения тщательного изучения состояния рынка в данном сегменте, консультаций с ведущими специалистами этой отрасли, они выделили несколько тенденций, которые в ближайшую пятилетку будут основополагающими. Их влияние в нашей стране во всем мире будет наиболее значимым.

1.       Инновационные материалы в робототехнике

Стандартный манипулятор-робот на производстве заменяет 3 500 рабочих. Это соотношение можно увеличить при условии применения новейших материалов в робототехнике. В настоящее время основное внимание уделяется двум разработкам ученых в этой сфере. Специалисты считают наиболее перспективными:

• Графен, обладающий повышенной прочностью, минимальной толщиной. Он может использоваться в качестве сырья для производства аккумуляторов, приводов для роботов и др;
• Нитрид галлия, являющийся отличной альтернативой кремния, используемого в изготовлении транзисторов.

2.       Альтернативные источники энергии, методики ее накапливания, хранения

Главной целью инженеров является создание робототехнических устройств, способных создать реальную конкуренцию человеку. Максимально эффективный источник энергии в решении такой задачи является главным условием. Двигатели внутреннего сгорания, а тем более, электрические моторы должной продуктивностью не обладают. Требуются инновационные решения в обеспечении поставки энергии.

Аналитики считают наиболее перспективным путем совершенствование батарей литиевого типа, а также разработку водородных элементов. Нельзя оставлять без внимания возобновляемых поставщиков питания. Отличным решением может стать подзарядка роботов дистанционная, от источников, расположенных на расстоянии.

3.       Обеспечение коммуникации между людьми и роботами

Необходимо создание систем, управляющих трафиком в беспилотном режиме. У транспортных роботов должны быть каналы, обеспечивающие взаимодействие друг с другом, людьми для исключения риска аварийных ситуаций, несчастных случаев.

4.       Навигационные системы для экстремальных условий

Роботы могут использоваться для совершения определенных действий в условиях, недоступных для человека. Необходима качественная навигация, позволяющая точно направлять их, ставить конкретные задачи.

Важно предусматривать экстренные ситуации, возникающие при отсутствии связи. К примеру, может выйти из строя спутник, становится невозможной передача сигналов под землей. У роботов должны быть автономные навигационные системы. В нашей стране, за рубежом уже есть наработки в данной сфере.

5.       Организация обучения

В производстве максимально полезных механизмов требуется достойный искусственный интеллект. Его развитию будет уделяться особое внимание. Специалистами Сбербанка выделено несколько главных направлений в этом сегменте:

• повсеместное использование в организации обучения облачных хранилищ;
• совершенствование нейросетей для повышения продуктивности путем снижения потребления энергии, совершенствования архитектуры;
• внедрение инновационных технологий искусственного интеллекта, расширяющих двигательные возможности роботов;
• замена жесткого программирования обучением алгоритмическим действиям для упрощения, ускорения освоения навыков роботами.

6.       Продуктивное сотрудничество роботов и людей

Основополагающей целью применения роботов является повышение продуктивности производств. Автоматизация процессов повышает экономическую эффективность. Следовательно главной задачей является не установка роботов вместо работников, а обеспечение продуктивного взаимодействия. Специалисты считают, что в ближайшем будущем будут более всего востребованы роботы:

• управляемые дистанционно, работающие в недоступных мессах;
• копирующие определенные человеческие возможности – протезы, экзоскелеты;
• инструменты, расширяющие сферу человеческих возможностей;голосовые помощники, чат-боты, обеспечивающие взаимодействие на социальном уровне. 

7.      Манипуляционные механизмы

Аналитики Сбербанка не видят особых изменений, инноваций в конструкциях механизмов, узлов робототехники. Основным направлением в ближайшие годы будет совершенствование программного обеспечения. Это снизит расходы на эксплуатацию, существенно расширит возможности манипуляционных устройств.

Приоритетной задачей является повышение информативности обратной связи. Инновационное ПО позволит оператору получить от робота все данные об объекте. Захватив предмет, он определит габариты, вес и др. Еще одним важным направлением является усложнение двигательных траекторий, совершаемых манипуляционными механизмами.

8.       Совершенствование сенсорики

Роботом называется машина, способная адекватно воспринимать окружающую среду, выполнять обработку полученных сигналов, реагировать соответствующим образом. Одним из основных направлений в робототехнике будет совершенствование сенсорики, ее упрощение и снижение себестоимости.

9.       Компьютерные симуляторы

Обучение роботов требует формирование солидного объема сведений. Их получение посредством построения модели робота может оказаться нерациональным решением, не исключена и опасность для людей. В ближайшие годы приоритетным вариантом станут компьютерные стимуляторы с расширенными возможностями автоматизации.

10.     Внедрение новых приводов

Авторы доклада не выявили перспектив в кардинальных изменениях механизмов привода для робототехники. Очевидна необходимость использования инновационных, сверхпрочных материалов, о которых сказано выше. Возможно, в этой сфере появятся редукторы, силовые агрегаты нового типа.

11.     Разработка проектов, производство

Инновационные программные обеспечения нужны не только для совершенствования роботов, но и для упрощения процесса проектирования моделей. Виртуальные инструменты, библиотеки, содержащие электронные продукты, станут основными помощниками конструкторов.

В повышении продуктивности производства важную роль будут играть новейшие материалы, снижающие себестоимость, использование 3D печати. Обязательным моментом является оптимизация ПО, позволяющая упростить процесс изготовления машин.