Med AI:s ankomst blir robotik verkligt imponerande

Artificial intelligence and robotics continue to meld in new and exciting ways. AI revolutionerar hur människor och maskiner interagerar, vilket har haft en genomslagskraftig effekt på robotikindustrin. Från robotar som kan tala till självspårande räddningspatruller verkar framtiden för dessa teknologier vara sammanflätad.

AI öppnar dörren för intelligenta robotar

Sätt på vilken sci‑fi‑serie som helst från de senaste femtio åren, så kommer du sannolikt att se en smart pratande robot som kvittrar åt sin ägare. Idén om smarta maskiner som gör livet lättare eller svårare för mänskligheten har funnits i kreatörernas sinnen långt innan datorerna fanns. Men dessa koncept verkade som dagdrömmar fram tills nyligen.

Genombrott inom AI har gjort robotinteraktioner mer intuitiva. Till exempel möjliggör ChatGPT att människor skriver testpromptar för att beskriva papper, berättelser, bilder och till och med videor. AI‑systemet tar dessa promptar och skapar en mängd olika alternativ på sekunder. Teknologin är inte perfekt, men den förbättras varje dag, på egen hand.

Stora språkmodell‑AI‑system (LLM) fortsätter att öppna dörren för massadoption. Denna teknik har gjort det möjligt att kommunicera med dina enheter på olika sätt, inklusive tal och text. Dessa system, som gör enheter som din Amazon (AMZN ) Alexa responsiva, är föregångare till de system som kommer att göra framtida robotar duktiga på att ta emot order, ge vägbeskrivningar och kommunicera komplexa koncept.

Text och tal är inte de enda sätten robotar lär sig på. Det pågår ökande forskning inom området att lära robotar precis som människor med hjälp av visuella ledtrådar. Den största fördelen med denna inlärningsstil är att vem som helst kan programmera komplexa fysiska uppgifter med minimal ansträngning.

Simulerad inlärning

Kanske den mest spännande utvecklingen inom robotik och AI är möjligheten att lära i simulerade miljöer. Simulerade miljöer kan konfigureras för att möta vilket scenario som helst till minimal kostnad. Dessutom kan de köras miljontals gånger för att optimera en robots förmåga att fatta beslut i liknande situationer. Denna form av maskininlärning skapar spännande möjligheter för en framtid där människor och robotar kan samarbeta sömlöst för att förbättra världen.

AI‑robotik är på uppgång

Enligt en nyligen genomförd undersökning av Next Move Strategy förväntas AI‑robotiksektorn växa tio gånger till 184  miljarder dollar år 2030. Studien avslöjade att AI‑robotar för närvarande finns i nästan alla industrier. Dessa siffror korrelerar med andra studier som visar 3,4  miljoner industrirobotar i bruk idag. Från sjukvård till krigsvapen är AI‑robotar en stor affär. Därför är en sektor som kan se en massiv ökning de kommande månaderna hemmarobotik.

Robotar i ditt hem

År 2021 introducerade iRobot världen för den robotdammsugare Roomba. Denna robotdammsugare blev en omedelbar succé, med över 44  miljoner sålda.

Vid tidpunkten för detta skrivande ser majoriteten av analytikerna på IRBT som ett ‘Behåll’.

Dessa tidiga enheter använde IR‑ och stöt‑sensorer för att klumpigt navigera i ditt rum. Idag integrerar dessa enheter Lidar, IR, radar och AI för att skapa realistiska 3D‑kartor och fatta beslut i realtid när de håller ditt utrymme rent.

Dessa enheter kan ses som pionjärer inom AI‑hemrobotiksektorn, men de är inte de enda robotarna som konkurrerar om din uppmärksamhet. Robotvårdare, hemmasekuritets‑drönare och till och med robotdjur är alla teknologier som förväntas få ökad adoption.

Robothundar som kan tänka

Idén om mekaniska husdjur har funnits i leksakstillverkares och uppfinnarnas sinnen i århundraden. Några av världens största författare och tänkare har föreställt sig mekaniska hundar som ger bestående sällskap, säkerhet och tröst. Omvänt såg vissa tidigt potentialen för missbruk av teknologin.

Till exempel, i den dystopiska bästsäljaren Fahrenheit 451, patrullerar mekaniska hundar landsbygden i jakt på alla som motsätter sig regeringens mandat. I denna klassiska roman är människans robotvän utrustad med en fyra tum lång ihålig stålnål som injicerar morfin eller prokain samt en avancerad sniffningssensor som kan spåra män från mils avstånd. Inte exakt en solig framtidsvision.

Det är anmärkningsvärt att de kreativa sinnena förr sannolikt inte kunde föreställa sig robotar så kapabla som dagens enheter. Dessa avancerade fyrbenta (4‑ben) robotar integrerar 360‑gradssikt, IR‑djupuppfattning och själv‑lärande AI‑teknologier som ger avancerad situationsmedvetenhet och förmågan att fatta beslut i farten.

En ny era inom smart robotik

År 2016 satte det schweiziska robotikföretaget ANYbotics mål att skapa den mest kapabla fyrbenta (4‑ben) roboten hittills, ANYmal. Fyrbenta robotar är av särskilt intresse för ingenjörer på grund av deras förmåga att klättra över hinder som hjul eller band har svårt för. Dessa specifikationer gör dem idealiska för inspektion, övervakning, räddningsuppdrag och många fler tillämpningar.
ANYbotics integrerade en mängd högteknologiska sensorer, inklusive LiDAR och 360‑gradssikt, för att ge enheten förmågan att ta sig fram på ojämn terräng. Från dag ett insåg teamet att de behövde utnyttja AI för att ge ANYmal förmågan att navigera och lära sig utan mänsklig styrning.

Maskininlärning kombinerad med modellbaserad styrning

ANYmal tog konceptet ett steg längre efter att ett team av forskare från ETH Zürich använde maskininlärning för att lära roboten nya tricks, såsom parkour och andra akrobatiska rörelser. Anmärkningsvärt var att två distinkta metoder gjorde det möjligt för roboten att känna igen hinder och räkna ut hur den skulle ta sig förbi dem utan mänsklig inblandning.

För att utföra denna uppgift överför ANYmals kamera data till ANN, vilket möjliggör korsreferens av scenariot med tidigare situationer. Imponerande nog kan AI:n lära sig genom trial‑and‑error för att bestämma de bästa alternativen. Dessutom användes modellbaserad styrning för att förbättra prestandan.

Till skillnad från trial‑and‑error‑maskininlärning, där miljontals simuleringar körs för att få bästa resultat, använder modellbaserad robotstyrning precisa rörelser och data för att låta en robot känna igen fördefinierade situationer, såsom trappor eller små glipor. Kombinerat med maskininlärning får du en robust enhet som kan fatta beslut baserat på terräng och uppgifter.

NVIDIA AI

Ett annat företag som banar väg för AI‑robotik är NVIDIA (NVDA ). De flesta känner NVIDIA för deras grafikkort, som driver allt från spel‑PC:er till kryptomining‑operationer. Många är dock inte medvetna om att de också är ledande inom AI‑robotar.

Vid tidpunkten för detta skrivande ser majoriteten av analytikerna på NVDA som ett ‘Starkt köp’.

NVIDIA har en svit av AI‑verktyg som kan hjälpa robotikingenjörer att skapa bättre maskiner. Till exempel möjliggör NVIDIA Jetson att robotar autonomt navigerar i komplexa miljöer med realtids‑AI‑beslutsfattande. Systemet kan känna igen hinder, optimera vägar och till och med samarbeta med andra robotar för att uppnå sina mål.

NVIDIA‑robotar används redan för att hjälpa till att montera, skicka och inspektera kvalitetsprodukter. Systemet utnyttjar simulerade miljöer för att testa och förstärka inlärningsalgoritmer innan de tas i bruk i verkligheten. Detta tillvägagångssätt minskar programmeringskostnaderna och gör det möjligt att genomföra extrema scenariotester utan att skada enheten.

Konkurrens i sektorn

Robotiksektorn fortsätter att se ökande konkurrens från nyckelspelare inklusive Boston Dynamics, Softbank Group, ABB, Microsoft (MSFT ), Alphabet (GOOG ), iRobot och Amazon. Var och en av dessa företag har presenterat imponerande robotar som kan göra allt från att övervaka ditt hem till att rädda sårade soldater.
De är inte ensamma i sina ansträngningar, med startups som driver innovation i alla sektorer också. Till exempel introducerade Gecko Robotics ett urval av väggklättrande robotar, branschledande sensorer och AI‑system som hjälper till att skydda och inspektera vital infrastruktur. Dessa enheter använder ultraljudsskanning och andra avancerade system för att ge realtidsinsikt i kritiska tillgångar. Företaget har redan robotar i bruk för myndigheter, forskning och kommersiella ändamål, såsom icke‑destruktiv testning av pannor, tryckkärl, tankar, rörsystem och mycket mer.

Geografiska insikter

När du granskar robotiksektorn är det lätt att se att det finns enorm tillväxtpotential i alla sektorer, med majoriteten av nyckelaktörer belägna i Nordamerika. Anmärkningsvärt är att dessa företag inte hamnade där av en slump. Regeringen har lagt ner stora ansträngningar för att locka fler AI‑robotikoperationer. Specifikt avsattes 1  miljard dollar för att främja AI‑robotikintegration i produktionsanläggningar år 2020 via initiativet Industry 4.0.
Jämfört med detta ses Asien av många som en region med enorm tillväxtpotential. Till skillnad från USA, där robotikmarknadens huvudfokus har varit militära, hem- och komfortsektorer, har asiatiska robotikföretag fokuserat på säkerhet, leverans och sjukvård.

Robotetik

Allteftersom beroendet av AI‑drivna robotar ökar kommer diskussioner kring etisk användning av dessa enheter att bli allt vanligare. AI är redan en del av modern krigföring, och dödande maskiner har svävat i luften i över ett decennium. Den senaste prisnedgången och den ökade tillgängligheten av AI‑system har dock skapat en ny uppsättning risker att beakta. Följaktligen är robotetik nu en stor oro.

Robotik kommer att förändra ditt liv

Den fortsatta integrationen av robotik och AI kommer att leda till mer hjälpsamma och sömlösa interaktioner med dina mekaniska vänner. För närvarande pågår många spännande satsningar som har potential att omvälva marknaden. Snart kan AI‑robotar göra din dag mycket enklare. Därför finns det enorma intjäningsmöjligheter för dem som kan upptäcka pärlorna.