Интеллектуальное когнитивное управление роботизированными социотехническими системами Ч.2: нелинейные модели интеллектуальной робототехники для проекта «Индустрия 4.0»

Интеллектуальное когнитивное управление роботизированными социотехническими системами Ч.2: нелинейные модели интеллектуальной робототехники для проекта «Индустрия 4.0»

Автор: Ульянов Сергей Викторович

Журнал: Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании» @journal-sanse

Статья в выпуске: 4, 2021 года.

Бесплатный доступ

Обсуждается развитие новых видов интеллектуальной когнитивной робототехники с учетом возрастающих потребностей в роботах в промышленных / непромышленных сферах (особенно для применения в катастрофических ситуациях типа техногенных аварий или коронавирус) и развития квантовых сквозных ИТ. Промышленная революция «Индустрия 4.0» и третья квантовая революция «Квантовая программная инженерия» предопределили развитие нового направления – интеллектуальное когнитивное управление роботизированными социотехническими системами как основы проекта «Индустрия 5.0». Одной из основных проблем стала необходимость исследования взаимодействия человека-оператора с роботом и перераспределения зон ответственности между роботами в коллективе (толпе – swarm) роботов, человеком – оператором и роботом, а также выявления предельных возможностей допустимой работоспособности (Affordance / Kansei / Kawaii Engineering) роботов в различных проблемно-ориентированных областях. Проведен анализ развития моделей роботизированных социотехнических систем и построения образовательных процессов с нестандартной логикой подготовки ИТ-специалистов нового поколения в условиях стремительного разрыва между образовательными процессами и требованиями к базовым знаний в области кванто-вых сквозных ИТ. Представлена методология, разработанная в МЛИТ ОИЯИ, по подготовки ИТ-специалистов нового поколения для управления физическими экспериментами, квантового интеллектуального управления физическими установками в мегасайнс проектах типа NICA, роботов – беспилотников радиационного контроля и др.

Еще

Роботизированные социотехнические производственные системы, Индустрия 4.0, квантовые сквозные ИТ, квантовая программная инженерия, опережающий образовательный процесс с нестандартной логикой подготовки ИТ-специалистов

Короткий адрес: https://sciup.org/14123373

IDR: 14123373

Список литературы Интеллектуальное когнитивное управление роботизированными социотехническими системами Ч.2: нелинейные модели интеллектуальной робототехники для проекта «Индустрия 4.0»

  • Тятюшкина О. Ю., Ульянов С. В. Интеллектуальное когнитивное управление роботизированными социотехническими системами. Ч. 1: Робототехнические системы и модели взаимодействия «человек – робот» в «Индустрия 4.0» // Системный анализ в науке и образовании: сетевое научное издание. 2021. № 3. C. 44–101. URL : http://sanse.ru/download/447.
  • Mueller E. Chen XL., Riedel R. Challenges and Requirements for the Application of Industry 4.0: A Special Insight with the Usage of Cyber-Physical System // Chin. J. Mech. Eng. 2017. – Vol. 30. – Pp. 1050–1057. – DOI: 10.1007/s10033-017-0164-7.
  • Fourth Industrial Revolution: Current Practices, Challenges, and Opportunities/ A. Petrillo [et al.] // Digital transformation in smart manufacturing. – InTech. – 2018. – Pp. 1-18. – DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.72304.
  • Phuyal S., Bista D., Bista R. Challenges, Opportunities and Future Directions of Smart Manufacturing: A State of Art Review // Sustainable Futures. – 2020. – Vol. 2. – Pp. 100023. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.sftr.2020.100023.
  • Yang G.-Z. The grand challenges of Science Robotics // Sci. Robotics. – 2018. – Vol. 3. – P. 7650.
  • Smart Factory of Industry 4.0: Key Technologies, Application Case, and Challenges / B. Chen [et al.] // IEEE Access. Special Section On Key Technologies For Smart Factory Of Industry 4.0. – 2018. – Vol. 6. – Pp. 6505-6519. – DOI: 10.1109/ACCESS.2017.2783682
  • Industry 4.0 How to navigate digitization of the manufacturing sector/ McKinsey Digital. - 2015.
  • Intelligent cognitive robotics Vol. I: Soft computational intelligence and information — thermodynamic law of intelligent cognitive control / O. Yu. Tyatyushkina [et al.]. – M.: Kurs. – 2022.
  • NeBula: Quest for Robotic Autonomy in Challenging Environments; TEAM CoSTAR at the DARPA Subterranean Challenge (preprint version) / A. Agha [ et. al.] // arXiv:2103.11470v1 [cs.RO] 21 Mar 2021.
  • Heterogeneous Ground and Air Platforms, Homogeneous Sensing: Team CSIRO Data61’s Approach to the DARPA Subterranean Challenge / N. Hudson [et al.] // arXiv:2104.09053v1 [cs.RO] 19 Apr 2021.
  • The Duo of Artificial Intelligence and Big Data for Industry 4.0: Review of Applications, Techniques, Challenges, and Future Research Directions / S. K. Jagatheesaperumal [et. al.] // arXiv:2104.02425v1 [cs.AI] 6 Apr 2021.
  • Интеллектуальная когнитивная робототехника. Часть 1: Технология квантовых когнитивных вычислений / В. В. Кореньков, С. В. Ульянов, А. А. Шевченко, А. В. Шевченко. – М.: Курс. – 2022. – 557 с.
  • Legged Robots that Keep on Learning: Fine-Tuning Locomotion Policies in the Real World / L. Smith [et al.] // arXiv:2110.05457v1 [cs.RO] 11 Oct 2021.
  • Passivity-based control for haptic teleoperation of a legged manipulator in presence of time-delays / M. Risiglione et al. // arXiv:2108.07658v1 [cs.RO] 17 Aug 2021.
  • Staub N. Models, algorithms and architectures for cooperative manipulation with aerial and ground robots. Automatic. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2018.
  • Aerial manipulator with door opening function / A. Dameitry [et al.] // Proc. of the 9th JFPS Intern. Symposium on Fluid Power. – Matsue, 2014 Oct. 28 – 31.– Pp. 195-200.
  • Moore J. Closed-Loop Control of a Delta-Wing Unmanned Aerial-Aquatic Vehicle // arXiv:1906.01532v1 [cs.RO] 4 Jun 2019.
  • White Paper: AI in Industrial Automation. – German Electrical and Electronic Manufacturers’ Associa-tion, 2021.
  • Dagnaw G. Artificial Intelligence Towards Future Industrial Opportunities and Artificial Intelligence Towards Future Industrial Opportunities and Challenges // The 6th Annual ACIST Proceedings (2020) African Conference on Information Systems and Technology 16. 2020. URL: https://digitalcommons.kennesaw.edu/acist/2020/allpapers/16.
  • Yang F., Gu S. Industry4.0, a revolution that requires technology and national strategies // Complex & Intelligent Systems. – 2021. – Vol. 7. – Pp. 1311–1325. DOI: https://doi.org/10.1007/s40747-020-00267-9.
  • Lee Ch., Lim Ch. From technological development to social advance: A review of Industry 4.0 through machine learning // Technological Forecasting & Social Change. – 2021. – Vol. 167. – Pp. 120653.
  • Industry 4.0 Technologies for Manufacturing Sustainability: A Systematic Review and Future Research Directions / A. Jamwal [et al.] // Appl. Sci. – 2021. – Vol. 11. – Pp. 5725. – DOI: https://doi.org/10.3390/app11125725.
  • Smart Manufacturing and Intelligent Manufacturing: A Comparative Review/ B. Wang [et al.] // Engi-neering. – 2021. – Vol. 7. – Pp. 738–757. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.eng.2020.07.017
  • Butepage J., Kragic D. Human-Robot Collaboration: From Psychology to Social Robotics // arXiv:1705.10146v1 [cs.RO] 29 May 2017.
  • Put the Bear on the Chair! Intelligent Robot Interaction with Previously Unseen Objects via Robot Imagination / H. Wu [et al.] // arXiv:2108.05539v1 [cs.RO] Aug 2021.
  • Artificial Intelligence-Driven Customized Manufacturing Factory: Key Technologies, Applications, and Challenges / J. Wan [et al.] // Proceedings of the IEEE – October 2020. – DOI: 10.1109/JPROC.2020.3034808.
  • Fujimaki R. The 6 Challenges of Implementing AI in Manufacturing // Foundry Management & Tech-nology. — Mar 01, 2021.
  • Quantum Mechatronics / L. Lamata [et al.] // Electronics. - 2021. - Vol. 10. - Pp. 2483. DOI: https://doi.org/ 10.3390/electronics10202483.
  • Legged Robots that Keep on Learning: Fine-Tuning Locomotion Policies in the Real World / L. Smith [et al.] // arXiv:2110.05457v1 [cs.RO] 11 Oct 2021.
  • Li Z., Cummings C., Sreenath K. Animated Cassie: A Dynamic Relatable Robotic Character // arXiv:2009.02846v1 [cs.RO] 7 Sep 2020. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2009.02846
  • GLiDE: Generalizable Quadrupedal Locomotion in Diverse Environments with a Centroidal Model / Z Xie. [et al.] // arXiv:2104.09771v1 [cs.RO] 20 Apr 2021
  • Sharkawy A.N. Human-Robot Interaction: Applications // 1st IFSA Winter Conference on Automation, Robotics & Communications for Industry 4.0 (ARCI’ 2021), 3-5 February 2021, Chamonix-Mont-Blanc, France.
  • Industry 4.0 and Prospects of Circular Economy: A Survey of Robotic Assembly and Disassembly / M. Daneshmand [et al.] // arXiv:2106.07270v1 [cs.RO] 14 Jun 2021/
  • Versatile Multilinked Aerial Robot with Tilting Propellers: Design, Modeling, Control and State Esti-mation for Autonomous Flight and Manipulation / M. Zhao [et al.] // arXiv:2008.05613 [cs.RO]. 12 Mar 2020.
  • Singularity-free Aerial Deformation by Two-dimensional Multilinked Aerial Robot with 1-DoF Vector-able Propeller / M. Zhao [et al.] // arXiv:2101.04892 [cs.RO]. 13 Jan 2021.
  • Ulyanov S. V. Quantum Algorithm of Imperfect KB Self-organization. Pt I: Smart Control-Information-Thermodynamic Bounds // Artificial Intelligence Advances. - 2021. - Vol. 3. - No 2. - Pp. 13-36.
  • Ulyanov S. V. Intelligent cognitive robotics: Quantum computational intelligence toolkit and quantum self - organized smart control. – M.: Kurs. – 2022.
  • Edwards J. Building a Smart Factory with AI and Robotics: Whitepaper // Robotic Bussiness Review. – 2021.
  • The WL_PCR: A Planning for Ground-to-Pole Transition of Wheeled-Legged Pole Climbing Robots / Y. Wang [et al.] // Robotics. – 2021. – Vol. 10. – P. 96. – DOI: https://doi.org/10.3390/robotics10030096.
  • Horák M., Starý M., Novotný F. Service Robots for Motion and Special Applications on the Vertical Oriented Walls // In Service Robots (Chapter 5). – INТЕCH. – 2017. – DOI: 10.5772/intechopen.70037.
  • Masood M.U., Haghshenas-Jaryani M. A Study on the Feasibility of Robotic Harvesting of Chile Pep-per // Robotics. – 2021. – Vol. 10. – P. 94. – DOI: https://doi.org/10.3390/robotics 10030094.
  • Robots in Agriculture: State of Art and Practical Experiences / J.J. Roldán [et al.] // In Service Robots (Chapter 4). – INТЕCH. – 2017. – DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.69874. – [Downloaded from: http://www.intechopen.com/books/service-robots].
  • Determining Robotic Assistance for Inclusive Workplaces for People with Disabilities / E. Hüsing [et al.] // Robotics. – 2021. – Vol. 10. – No 1. – Pp. 44. – DOI: https://doi.org/10.3390/robotics10010044.
  • Prescott T.J., Robillard J.M. Are friends electric? The benefits and risks of human-robot relationships // iScience. – 2021. – Vol. 24. – P. 101993. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101993.
  • Design of a Flying Humanoid Robot Based on Thrust Vector Control / Y. Li [et al.] // arXiv:2108.11557v1 [cs.RO] 26 Aug 2021.
  • The MIT Humanoid Robot: Design, Motion Planning, and Control For Acrobatic Behaviors / Chignoli M. [et al.] // arXiv:2104.09025v1 [cs.RO] 19 Apr 2021.
  • Cat-like Jumping and Landing of Legged Robots in Low-gravity Using Deep Reinforcement Learning / N. Rudin [et al.] // arXiv:2106.09357v1 [cs.RO] 17 Jun 2021.
  • Legged Robots that Keep on Learning: Fine-Tuning Locomotion Policies in the Real World / L. Smith [et al.] // arXiv:2110.05457v1 [cs.RO] 11 Oct 2021.
  • An Autonomous and Adaptive Terrestrial-Aerial Quadrotor / R. Zhang [et al]. // arXiv:2109.04706v1 [cs.RO] 10 Sep 2021.
  • BAXTER: Bi-modal Aerial-Terrestrial Hybrid Vehicle for Long-endurance Versatile Mobility: Preprint Version / H.C. Choi [et al.] // arXiv:2102.02942v1 [cs.RO] 5 Feb 2021.
  • Autonomous Hybrid Ground/Aerial Mobility in Unknown Environments / D.D. Fan [et al] // arXiv:2009.05631v1 [cs.RO] 11 Sep 2020.
  • Multi-directional Bicycle Robot for Steel Structure Inspection / S.T. Nguyen [et al] // arXiv:2103.11522v1 [cs.RO] 22 Mar 2021.
  • Survey of Promising Technologies for Quantum Drones and Networks / A. Kumar [et al:] // IEEE Access. – 2021. – Vol. 9. – No 12. – Pp. 125868-125911. – DOI:10.1109/ACCESS.2021.3109816
  • Quantum Entanglement and Cryptography for Automation and Control of Dynamic Systems / А. Khoshnoud [еt al.] // arXiv:2007.08567 [cs/RO]. 12 July 2020.
  • Villalba-Diez J., Zheng X. Quantum Strategic Organizational Design: Alignment in Industry 4.0 Com-plex-Networked Cyber-Physical Lean Management Systems // Sensors. – 2020. – Vol. 20. – Pp. 5856. –DOI:10.3390/s20205856.
  • Villalba-Diez J., Benito R. M., Losada J. C. Industry 4.0 Quantum Strategic Organizational Design Configurations. The Case of Two Qubits: One Reports to One // Sensors. – 2020. – Vol. 20. – Pp. 6977. – DOI:10.3390/s20236977.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp