10 проблем робототехники на следующие 10 лет

отметили
36
человек
в архиве

источник: s.hi-news.ru

Робототехники добились огромных успехов за последние годы, но у машин остается по-прежнему множество препятствий перед тем, чтобы плотно войти в нашу жизнь. Журнал Science Robotics обозначил десять грандиозных задач, которые нужно решить, чтобы это стало реальностью. Редакторы журнала провели онлайн-опрос по нерешенным проблемам в робототехнике и опросили группу экспертов отрасли.

Новые материалы и схемы сборки

Робототехники начинают отходить от привычных двигателей, шестеренок и датчиков, экспериментируя с такими элементами, как искусственные мышцы, мягкая робототехника и новые методы сборки, которые совмещают множество функций в одном материале. Но большинство из списка этих достижений пока не прошли стадию демонстрации, а об объединении и вовсе рано говорить.

Многофункциональные материалы объединяют чувствительность, движение, сбор энергии или ее хранение и позволяют проектировать более эффективных роботов. Но сочетание этих свойств в одной машине потребует новых подходов, совмещающих микро- и макромасштабные техники сборки. Еще одним перспективным направлением стали материалы, которые могут меняться со временем, адаптируясь или восстанавливаясь, но в этой области требуется гораздо больше исследований.

Биовдохновленные и биогибридные роботы

Природа уже решила множество проблем, над которыми ломают голову робототехники, поэтому многие из них обратились к биологии в поисках вдохновения или даже включают живые системы в своих роботов. Однако воспроизводство механической производительности мышц и способности биологических систем самостоятельно себя питать сталкивается с «узкими» местами в разработке.

Область искусственных мышц уже увидела значительный прогресс, но их прочность, эффективность, плотность энергии и мощности требуют улучшения. Внедрение живых клеток в роботов может преодолеть трудности, связанные с использованием небольших роботов, а также использовать биологические функции, такие как самовосстановление и встроенное восприятие, но внедрение таких компонентов — сложная задача. И хотя растущий «робозоопарк» помогает нам изучать секреты природы, необходимо провести больше работы над тем, как животные осуществили переход от чистого полета и плавания к мультимодальным платформам.

Мощность и энергия

Хранение энергии — серьезный камень преткновения для мобильной робототехники. Растущий спрос на дронов, электромобили и возобновляемую энергию подталкивает прогресс в области батарей, но фундаментальные проблемы остаются по большей части неизменными долгие годы.

Из этого следует, что параллельно с развитием батарей есть необходимость минимизации потребления энергии роботами и оснащения их новыми источниками энергии. Дать роботам возможность использовать энергию своего окружения и передавать энергию им беспроводным путем — эти два перспективных подхода в настоящее время активно изучаются.

Рой роботов

Рой простых роботов, которые собираются в различные конфигурации для решения самых разных задач, может быть дешевой и гибкой альтернативой большим, специализированным роботам. Небольшие, недорогие и мощные элементы оборудования, позволяющие простым роботам чувствовать свое окружение и общаться, в сочетании с ИИ, который может моделировать этот вид поведения, уже существуют в природных роях.

Необходимо проводить больше работы над эффективными формами управления в разных масштабах — небольшие рои можно контролировать централизованно, но более крупные должны быть более централизованными. Они также должны быть прочными и адаптируемыми к изменяющимся условиям реального мира и устойчивыми к преднамеренному или случайному ущербу. Также необходимо больше работать над роями неоднородных роботов с дополнительными возможностями.

Навигация и разведка

Ключевым вариантом использования роботов является изучение мест, куда не могут попасть люди, например, в глубокое море, космос или зону бедствия. Это означает, что им нужно быть искусными в разведке и навигации без карт, зачастую в хаотичной и враждебной среде.

Основные проблемы включают создание систем, которые могут адаптироваться, учиться и восстанавливаться после сбоев в навигации, а также способны создавать и распознавать новые открытия. Это потребует автономии высокого уровня, которая позволит роботам отслеживать и перенастраивать самих себя, создавать картину мира из нескольких источников данных различной надежности и точности.

ИИ для роботов

Глубокое обучение дало машинам возможность распознавать закономерности и схемы на новом уровне, но это нужно связать с моделируемыми рассуждениями для создания адаптируемых роботов, которые смогут учиться «на лету».

Ключом к этому будет создание ИИ, который осознает свои собственные ограничения и может обучаться изучению новых вещей. Также важно создать системы, которые могут быстро учиться на основе ограниченных данных, а не на миллионах примеров, используемых в глубоком обучении. Дальнейшие успехи в нашем понимании человеческого интеллекта также будут необходимы для решения этих проблем.

Нейрокомпьютерные интерфейсы

Нейрокомпьютерные интерфейсы позволят незаметно управлять развитыми роботизированными протезами, а также обеспечат более быстрый и естественный способ передавать инструкции роботам или просто помогут им понимать психическое состояние человека.

Большинство современных подходов к измерению активности мозга дорогие и неуклюжие, поэтому мы нуждаемся в разработке компактных, эргономичных и беспроводных устройств. Они должны включать расширенное обучение, калибровку и адаптацию по причине того, что мы не можем точно считывать активность мозга. Кроме того, еще предстоит увидеть, смогут ли они сработать лучше, чем простые техники вроде отслеживания движения глаз или считывания мышечных сигналов.

Социальное взаимодействие

Если роботы хотят войти в человеческую среду, им нужно будет научиться общаться с людьми. Это сложно, потому что у нас не так много четко выраженных моделей поведения людей и мы склонны недооценивать сложность того, что кажется нам естественным.

Социальные роботы должны будут уметь воспринимать мельчайшие социальные сигналы, такие как выражение лица или интонация, понимать культурный и социальный контекст, в котором они работают, и моделировать психические состояния людей, с которыми взаимодействуют, адаптируя свои отношения в краткосрочной перспективе и проектируя долгосрочные отношения.

Медицинские роботы

Медицина — одна из областей, в которой роботы могут оказать существенное влияние уже в ближайшем будущем. Устройства, которые дополняют возможности хирурга, уже используются на повседневной основе, но дать им полную автономию мы пока не можем из-за высоких ставок и рисков.

Автономным ассистентам в лице роботов будет необходимо научиться распознавать человеческую анатомию в различных контекстах и использовать ситуативную осведомленность и голосовые команды для понимания того, что от них требуется. В хирургии автономные роботы могут выполнять обычные операции, освобождая хирурга для более тонкой и важной работы.

Микроботы, работающие в человеческом теле, тоже обещают многое, но находятся в зачаточной стадии своего развития.

Этика и безопасность роботов

По мере преодоления текущих задач и интеграции роботов в нашу жизнь, мы сталкиваемся с новыми этическими проблемами. Самое главное — мы можем стать чрезмерно зависимыми от роботов.

Это может привести к тому, что люди избавятся от определенных навыков и способностей и не смогут взять бразды правления в случае отказа роботизированной системы. Мы можем в конечном итоге делегировать задачи, которые по этическим соображениям неприятны для людей, и свалить все на автономные системы.

Добавил oleg_ws oleg_ws 18 Февраля
проблема (1)
Комментарии участников:
sant
+3
sant, 18 Февраля , url

> Робототехники начинают отходить от привычных двигателей, шестеренок и датчиков, экспериментируя с такими элементами, как искусственные мышцы, мягкая робототехника и новые методы сборки, которые совмещают множество функций в одном материале

Гады! ))) я эту идею высказывал ещё в 2003 году!.. ))) правда, в узких кругах...

sant
+2
sant, 18 Февраля , url

Самое сложное в этих тезисах — это ИИ (настоящее), как здесь говорится)

sant
+2
sant, 18 Февраля , url

Только вот надо ли это человечеству?

bee_e
+1
bee_e, 19 Февраля , url

не беспокойтесь: есть мнение, что ИИ не существует )

sant
+4
sant, 19 Февраля , url

Как математик и программист по образованию и по роду своей деятельности, я Вам скажу — ИИ пока не существует, но может существовать...

Причём, в достаточно обозримом будущем. 

Ида, я имею ввиду не тот журналисткий ПсевдоИИ, а настоящий...

bee_e
-2
bee_e, 19 Февраля , url

Математик не владеет общим знанием. Таким знанием может теоретически быть вооружен философ, который на базе знаний-гипотез различных наук и религий рассвждая критически (по Канту) имеет возможность прикоснуться чуть-чуть к правде.

Математики, физики, биологи и химики такой возможности лишены в принципе.

И кстати ваши слова дословно говорили и в 60х (у Д. Поспелова можно найти в книгах) и в 80, когда создали Каиссу… все это -только личная убежденность, основанная на фантазиях. Вера, то есть, а не знание.

oleg_ws
+3
oleg_ws, 19 Февраля , url

Надо же, а я и не знал, что ИИ разрабатывают только философы, а вот метематики, компьютерщики в этом никак не разбираются и сделать там ничего не могут! :))))

bee_e
+2
bee_e, 19 Февраля , url

нет, разрабатывают ИИ именно математики-кибернетики. Поэтому он и содержится в их сознании, как математически- кибернетическая сущность. Но вот только в корень они не зрят, вот в чем дело.

oleg_ws
+3
oleg_ws, 19 Февраля , url

Ну да значит у вас выходит

— философы — смотрят в корень, но делать ИИ не умеют. Они могут только витать в облаках
— математики-кибернетики — знать философию им нельзя по определению, значит в корень не смотрят и то, что они сотворят не является ИИ тоже по опрелению

Любопытная позиция :)))))

bee_e
0
bee_e, 19 Февраля , url

>>Они могут только витать в облаках

зачем передергивать не понятно?

— математики-кибернетики — знать философию им нельзя по определению

Можно. И в прежние века, приблизительно до начала 20 века, ученые все были философами сначала, а уж потом — физиками, математиками, химиками. Можно взять почти любого: Лейбниц, Декарт, Паскаль (я уже вам приводил одну из его цитат ), Пуанкаре (вероятно, последний).

Сегодняшние математики, к сожалению, практически все утратили возможность глядеть в корень — у меня они перед глазами. Но есть и те, кто не совсем утратил. В свое время академик В.И.Арнольд (один из самых успешных математиков последних времен), будучи вице-президентом всемирного математического общества предложил лучшим математикам и физикам высказаться на тему «Математика: границы и переспективы». В 2005 году вышел русский перевод этого сборника- можно ее найти и прочитать, там есть очень любопытные статьи. Так вот эта книга даст также ответ на вопрос: каков уровень философского мышления современных математиков. Можно сравнить прямо с Лейбницем, 4 тома сочинений которого также легко сегодня доступны.

oleg_ws
0
oleg_ws, 19 Февраля , url

>>Они могут только витать в облаках

зачем передергивать не понятно?

Почему передергиваю? На счет облаков — это конечно уже от меня. Но если резюмировать то, что вы сказали, то остальное как раз так и получается. Увы...

В свое время академик В.И.Арнольд (один из самых успешных математиков последних времен), будучи вице-президентом всемирного математического общества предложил лучшим математикам и физикам высказаться на тему «Математика: границы и переспективы»

 Те, кто что-то разрабатывает и творит, просто не будет этим заниматься — им не интересно и нет времени. У них задача — разрабатывать ИИ, а не писать сочинения на заданную тему. А вот те, кто себя только называет «математик», а на самом деле просто любит по-красоваться — то те, конечно, что-то сочинили. Только по их опусам, вряд ли можно судить о тех математиках, которые действительно работают.

bee_e
+1
bee_e, 19 Февраля , url

— то остальное как раз так и получается. Увы...

 Правильно, получается. Только надо всегда добавлять: у меня получается. Так вернее.

— Те, кто что-то разрабатывает и творит, просто не будет этим заниматься — им не интересно и нет времени. У них задача — разрабатывать ИИ, а не писать сочинения на заданную тему

Там ученые отметились своими статьями с мировым именем. Например, Пенроуз, знакомо вам это имя?

На этом заканчиваю. Спасибо за внимание. Простите, если чем-то обидел.

sant
+2
sant, 19 Февраля , url

совершенное знание обо всём на свете типичного гуманитария!

но самое интересное начинается после того, как математик покажет, что он филосов… что очень часто случается… )))

bee_e
0
bee_e, 19 Февраля , url

в последнее время почти нет таких примеров. Да и вы не угадали, я как раз — технарь, что как раз характеризует ))

sant
+2
sant, 19 Февраля , url

Математик не владеет общим знанием.

 хуйня. именно математик и только математик владеет общим знанием. или вы ничего не знаете о науке.

и философия, и естествознание и прочие и прочие — это подвластно именно математике и никому другому.

ида, понять это может только математик...

bee_e
-1
bee_e, 19 Февраля , url

— хуйня.

Sic!

sant
0
sant, 20 Февраля , url

Не обижайся, не хотел тебя обидеть! У нас же тут дискуссия… )

sant
+1
sant, 19 Февраля , url

ида, философом может быть только человек, познавший математику… )

oleg_ws
+1
oleg_ws, 19 Февраля , url

Не знаю как сейчас, а в мое время все технари и математики проходили основательную философскую подготовку. Как в ВУЗе, так и в аспирантуре. При совке считалось что инженер или ученый должен был быть хорошо подготовлен по «теории познания», а это очень важный раздел философии и который должен был изучаться в комплексе со всей философией.

Кстати ученое звание «кандидат технических наук» на западе эквивалентно званию «доктор философии»

sant
+1
sant, 19 Февраля , url

кстати, да. именно так!

ну кроме того, что познание математики автоматически ведет к философии...

bee_e
0
bee_e, 19 Февраля , url

--проходили основательную философскую подготовку

К сожалению, проходили и проходят, но очень поверхностно. Могу судить по технарям 36-41 годов рождения. Про молодежь и говорить нечего

oleg_ws
0
oleg_ws, 19 Февраля , url

Берем 40 лет. Грубо говоря он должен был философию изучать 2018-20=1998 году. Это в СССР???? Ну тагда, извините за сравнение, но можно со 100% уверенность сказать, что у вас знания даже арифметики не то что бы поверхностные....  :(((((

bee_e
0
bee_e, 19 Февраля , url

плохие, плохие у меня знания, успокойтесь.)

Только вот вы забыли критически подойти к собственным утверждениям.

Внимание: я написал 36-41 годов рождения. Они закончили обучения примерно в конце 50х, начале 60х годов.  И да, сегодня это извествные в мире «маститые ученые» (математики-кибернетики).

(но я о ваших знаниях ничего не буду писать — человеку свойственно заблуждаться)

bee_e
0
bee_e, 19 Февраля , url

справедливости ради надо сказать, что и гуманитарии-философы сегодняшнего дня оставляют также весьма плачевное впечатление...

bee_e
-1
bee_e, 19 Февраля , url

неа, наоборот ))

precedent
+1
precedent, 19 Февраля , url

Элементы ИИ уже используются при расчетах и бурении сложных скважин (Газпром нефть), в военной ракетной технике. 

bee_e
0
bee_e, 19 Февраля , url

 я знаю, что программы используются во многих областях НХ

sant
0
sant, 19 Февраля , url

эти элементы называютя «экспертные системы», которыми я занимался в 80-х...

вещь крайне нужная и полезная.

oleg_ws
0
oleg_ws, 19 Февраля , url

Тогда и языки соответствующие были Рефал, Пролог и т.п.

sant
0
sant, 20 Февраля , url

Пролог знал, а вот Рефал даже не слышал )

oleg_ws
0
oleg_ws, 20 Февраля , url

Язык рекурентных функций — нечто вроде регулярных выражений, но намного более расширенное, что на нем можно целые системы писать

sant
+1
sant, 20 Февраля , url

Ух! Нифигасе! Погуглю! ) спасибо!

oleg_ws
0
oleg_ws, 20 Февраля , url

Когда я на нем лет 20 назад транслятор писал, то все мозги наизнанку выворачивало. Совершенно другие принципы работы и написания.

sant
+1
sant, 18 Февраля , url

Кстати, для этого почти всё есть! Лично мне надо было бы время, деньги и немного информации… ну и пару тройку человечков...

magmaster
0
magmaster, 19 Февраля , url

ну и пару тройку человечков...

 На запчасти? ))

sant
+2
sant, 20 Февраля , url

Кстати, тема то интересная, качественная, разумная и в топ не вышла… характеризует...

oleg_ws
+1
oleg_ws, 20 Февраля , url

Воскресенье, вечер, народа мало

Юлька с н2
0
Юлька с н2, 20 Февраля , url

Давай поднажмем в каментах. Должна выйти.

sant
0
sant, 20 Февраля , url

Я закинул в тему поднятия, ждёмс...

Юлька с н2
0
Юлька с н2, 20 Февраля , url

Да, я тут оттуда )

Новость классная, ни одного копания, куча плюсов от рейтинговых участников. Но робототехника н2 мешает ее вывести в топ из-за фактора времени :)

treffmans
0
treffmans, 20 Февраля , url

хм. за сутки не вышла, и голосов вроде достаточно ;)

Юлька с н2
0
Юлька с н2, 20 Февраля , url

Надо переименовать тему в 10 проблем человечества на следующие 10 лет

Потому что робототехника нас (человеков) может переиграть.

Нейросеть Гугла AlphaZero за 4 часа изучила шахматы так, как как эту игру за тысячелетия не изучил человек и за 10 лет не изучили никакие супер-мощные компьютерные программы. Обыгрывает всех. 



Войдите или станьте участником, чтобы комментировать