5 уровней устойчивой робототехники

Робототехника

5 уровней устойчивой робототехники | DeepTech

DEEPTECH

November 8, 2023

Если вы посмотрите на Цели ООН в области устойчивого развития, очевидно, что роботы призваны сыграть огромную роль в достижении ЦУР. Однако область Устойчивая робототехникаs — это больше, чем просто область применения. Для каждого приложения, которое робототехника может улучшить в плане устойчивости, вам также необходимо ответить на вопрос: каковы дополнительные затраты или выгоды на всем протяжении цепочки поставок. Каковы «внешние эффекты» или дополнительные затраты/выгоды от использования роботов для решения проблемы. Приносит ли использование робототехники уменьшение или увеличение:

затраты на электроэнергию
производственные затраты
Затраты на рабочую силу
затраты на цепочку поставок
пробег цепочки поставок
расход сырья
и выбор сырья

Решение наших экономических и экологических глобальных проблем не должно предполагать усугубление существующих проблем или создание новых. Поэтому важно выйти за рамки первоочередных способов, с помощью которых робототехника может решить глобальные цели устойчивого развития, и рассмотреть все уровни, на которых робототехника может оказать влияние.

Здесь я предлагаю 5 уровней устойчивости, чтобы сформировать дискуссию, так же, как 5 уровней автономии помогли определить этапы автономной мобильности.

Уровень 1: Роботы для существующей переработки

Уровень 1 устойчивой робототехникиЭто просто делает существующие процессы устойчивого развития более эффективными, доступными и легко реализуемыми. Делаем переработку лучше. Отличными примерами являются компании: AMP Робототехника, Рециклай, МашинаEx, Пелленц СТ, Грейпопугай, Эверласт Лабс и Фанук. Вот поясняющее видео от Fanuc.

«Благодаря искусственному интеллекту и роботизированным рукам мы наблюдаем, как растения восстанавливают на 10, 20, 30% больше, чем они делали раньше», — сказал Дж. Д. Амбати, генеральный директор EverestLabs. «Они теряли миллионы долларов на свалке, и благодаря искусственному интеллекту они смогли определить сумму потерь и использовать роботизированное оружие, чтобы ее уловить». ${}^{1}$

В некоторых других примерах уровня 1 используются роботы для лучшего мониторинга аквакультуры или роботы для очистки или установки солнечных электростанций и ветряных турбин. Если технология робототехники улучшает существующие методы переработки, то она находится на уровне 1 устойчивой робототехники.

Уровень 2: Роботы, обеспечивающие новую переработку отходов

Уровень 2 устойчивой робототехники Именно здесь робототехника позволяет перерабатывать новые материалы и использовать их в новых областях промышленного применения. Отличным примером этого является Городские машиныкоторый собирает древесину со строительных площадок и превращает ее обратно в пригодные для использования материалы, что раньше было слишком сложно сделать в любом масштабе.

Строительство с использованием местных материалов и роботизированной 3D-печати является еще одним примером, как видно из проекта NASA Habitat Challenge, спонсируемого NASA. Гусеница, Бектел и Кирпичные и минометные предприятия.

Некоторые другие примеры — это роботы-сборщики мусора, перемещающиеся по океану или озеру, такие как Waste Shark из Ран Марин, Очистка рекиили Серийные чистящие средстваквебекской компании, чьи роботы были задействованы в очистке от пластика в Великих озерах, помогая удалить 74 000 пластиковых кусков из четырех озер с 2020 года.

Компания Searial Cleaners планирует использовать свои BeBot и PixieDrone в качестве инструментов для уборки пляжей, пристаней для яхт и полей для гольфа, а BeBot предлагает достаточно возможностей для брендинга компании. Это оборудование появилось в ходе миссии по очистке от пластика Великих озер (GLPC) для использования новые технологии против мусора. В программе также используются другие устройства, в том числе Seabin, который находится в воде и всасывает мусор, и фильтр Enviropod LittaTrap для ливневой канализации. ${}^{2}$

Если это совершенно новый способ практиковать переработку отходов с помощью роботизированных технологий, то он соответствует уровню 2 устойчивой робототехники.

Уровень 3: Роботы, электрифицирующие всё

Одним из крупнейших сдвигов в области устойчивого развития, ставших возможными благодаря робототехнике, является переход от транспорта, логистики и сельскохозяйственной техники, работающей на ископаемом топливе, к технологии BEV или аккумуляторных электромобилей. Помимо радикального сокращения выбросов, растущее использование небольших автономных электромобилей на первой, последней и средней миле может изменить общее количество совершаемых поездок, а также снизить потребность в больших транспортных средствах с частичной загрузкой, совершающих более длительные поездки.

Трактор Монарх МК-В Это первый в мире электрический трактор, который не требует водителя, то есть может управляться или работать автономно, что обеспечивает большую гибкость для фермеров. Конечно, более широкое использование компьютерного зрения и искусственного интеллекта во всех агроботах повышает устойчивость, обеспечивая точное или регенеративное сельское хозяйство с меньшей потребностью в химических растворах. Технически эти улучшения в сельскохозяйственной практике соответствуют уровню 2 устойчивой робототехники. ${}^{3}$

Однако использование полностью автономных сельскохозяйственных роботов меньшего размера, таких как Меропи, Бурро.ай, РойФерма, Грязные машины и Small Robot Company также уменьшают размер и уплотнение почвы, связанное с сельскохозяйственной техникой, и позволяют обслуживать небольшие полосные фермы с помощью машин. ${}^4}$ Это уровень 3 устойчивой робототехники.

Уровень 4: Роботы

Чем выше уровень устойчивости, тем глубже он погружается в фактическое проектирование и создание робототехнической системы. Переход на электричество от ископаемого топлива — это небольшой шаг. Другой вариант – переход на материалы местного производства или производства. Переход на перерабатываемые материалы — еще один шаг на пути к полностью экологичной робототехнике.

ОмниЛабс используют 3D-печать при создании своих роботов, что позволяет им экспортировать роботов в 47 стран, а также производить их локально в Кремниевой долине.

Тем временем исследователи из Корнелла Венди Джу и Илан Мандель ввели фразу «Мусор», чтобы описать возможность создания прототипов или создания роботов с использованием компонентов, переработанных из другой бытовой электроники, например, этих ховербордов.

«Настало время для такой практики, как вывоз мусора, как по соображениям устойчивости, так и с учетом глобального дефицита поставок и проблем международной торговли последних нескольких лет», — говорят исследователи. ${}^{5}$

Это отличный пример 4-го уровня устойчивой робототехники.

Уровень 5: Роботы с автономным питанием и ремонтом.

Роботы с автономным питанием, саморемонтом или самопереработкой относятся к пятому уровню устойчивой робототехники. В исследованиях есть такие решения, как MilliMobile: автономный робот без батареи, способный работать на солнечной и радиочастотной энергии. MilliMobile, разработанный в Школе компьютерных наук и инженерии Пола Дж. Аллена, имеет размер пенни и может управлять собой, чувствовать окружающую среду и общаться по беспроводной сети, используя энергию, полученную из света и радиоволн.

Однако это не просто исследования. За последние два года на рынок вышло несколько сельскохозяйственных роботов, работающих на солнечной энергии. Солинфтек есть робот-распылитель на солнечной энергии, как и ЭкоРоботикс и АЙГЕНкоторый также приводится в движение ветром.

Модульная робототехника сократит наши материальные потери и потребности в энергии, сделав робототехнику многоцелевой, вместо того, чтобы требовать использования нескольких специализированных роботов. Между тем, технологии с автономным питанием и самовосстановлением позволят роботам проникать во многие ранее недоступные районы, в том числе за пределы планеты, одновременно устраняя нашу зависимость от энергосистемы. Поскольку роботы используют самовосстанавливающиеся материалы, жизненный цикл продукта увеличивается. Это уровень 5 устойчивой робототехники.

А в будущем?

Пока мы ждем будущего, вот несколько ресурсов, которые помогут превратить всю вашу компанию в устойчивую робототехническую компанию. Устойчивое производство 101 от ITA, Управления международной торговли и Инструментарий устойчивого производства из ОЭСР.