Главная
АИ #34 (164)
Статьи журнала АИ #34 (164)
Технологии дистанционного управления для решения задач в сложных условиях труда

Технологии дистанционного управления для решения задач в сложных условиях труда

Автор(-ы):

Куличков Андрей Сергеевич

23 августа 2023

Секция

Технические науки

Ключевые слова

технологии дистанционного управления
глубоководные исследования
человеко-машинный интерфейс
кибербезопасность
проблемы регулирования
этические соображения
обработка данных в реальном времени
космические миссии
интеграция здравоохранения
оборонные приложения

Аннотация статьи

Стремительное развитие технологий дистанционного управления положило начало эпохе преобразований, изменив операционную динамику в самых разных секторах. Эта исследовательская работа раскрывает обширный потенциал и области применения этих технологий, подчеркивая их важную роль в самых разных секторах - от глубоководных исследований до космических полетов, от здравоохранения до обороны. Хотя достигнутые технологические достижения неоспоримы, крайне важно также обратить внимание на проблемы – спектр, который охватывает проблемы обработки данных в режиме реального времени, уязвимости в области кибербезопасности и постоянный поиск эффективных интерфейсов между человеком и машиной. Кроме того, исследование углубляется в социальные последствия, исследуя нормативные и этические проблемы, которые порождают такие технологии. По мере развития повествования становится очевидным, что, хотя технологии дистанционного управления обещают беспрецедентные достижения, их интеграция в структуру нашего общества требует разумного сочетания инноваций с этическими соображениями. Этот документ, предлагая целостный обзор, призван обеспечить заинтересованным сторонам детальное понимание, способствуя принятию обоснованных решений по мере того, как мы ориентируемся в тонкостях этого технологического рубежа.

Текст статьи

Введение

В постоянно развивающейся области технологий возможность удаленного управления системами открыла возможности для повышения производительности и создания более безопасных условий эксплуатации. Насущная необходимость работать в опасных условиях – независимо от того, являются ли эти условия результатом воздействия окружающей среды, химических веществ, радиации или других опасных факторов – потребовала инноваций, которые могут исключить непосредственное участие людей. Технологии дистанционного управления в этом контексте предлагают многообещающее решение для решения проблем, связанных с напряженными и небезопасными условиями труда [1].

Исторически сложилось так, что прогресс человечества и индустриализация часто требовали от людей работать в условиях, которые подвергали их значительному риску. От шахтеров, углубляющихся в земную кору, до техников-ядерщиков, обслуживающих активные зоны реакторов, требование физического присутствия, даже перед лицом потенциального вреда, считалось необходимой жертвой. Однако с появлением передовых систем связи, сенсорных технологий и алгоритмов обработки данных парадигма претерпела значительный сдвиг. Расцвет технологий дистанционного управления означает, что задачи, которые когда-то считались опасными, теперь могут выполняться с безопасного расстояния, обеспечивая снижение подверженности угрозам и повышенную эффективность.

Это исследование углубляется в сложный мир технологий дистанционного управления, оценивая их историческое развитие, текущие области применения в различных секторах и основные проблемы, которые все еще сохраняются. Объединяя технологические идеи с практическими приложениями, это исследование направлено на выяснение ключевой роли дистанционного управления в революционизировании задач, выполняемых в тяжелых условиях труда.

Цель научной статьи:

Основная цель этой статьи – дать всесторонний и последовательный анализ технологий дистанционного управления. Фокус выходит за рамки простого разъяснения, стремясь сопоставить исторические предпосылки с современными достижениями, изучая множество приложений в различных секторах, выявляя случаи успешного внедрения и прогнозируя будущие траектории. Одновременно исследование стремится пролить свет на существующие проблемы и дилеммы, характерные для этой области, как технические, так и этические, предоставляя целостный обзор как ученым, так и практикам и энтузиастам.

Актуальность и своевременность

В эпоху, характеризующуюся быстрым распространением технологий, актуальность понимания технологий дистанционного управления становится неоспоримой. В условиях, когда глобальный ландшафт претерпевает сейсмические изменения, обусловленные парадигмами индустрии 4.0, Интернетом вещей и новым акцентом на автоматизацию, механизмы дистанционного управления становятся не просто дополнительными инструментами, но и важнейшими компонентами, управляющими промышленными, исследовательскими и даже повседневными функциями.

Более того, в мире, где все больше доминирует взаимосвязанность, актуальность таких технологий подчеркивается требованиями, предъявляемыми окружающей средой, которая остается опасной, недоступной или вызывающей трудности для прямого вмешательства человека. Будь то бездонные глубины океанов, бескрайние просторы космического пространства или зоны, подверженные стихийным бедствиям на твердой земле, технологии дистанционного управления служат авангардом, позволяя человечеству преодолеть свои врожденные физические ограничения.

Исторический обзор

Траектория развития технологий дистанционного управления восходит к концу 19-го века, переплетаясь с более широкой эволюцией электротехники и систем связи. Изначально эти технологии были рудиментарными и использовались в основном для таких новинок, как лодки с дистанционным управлением, демонстрируемые на публичных выставках. Никола Тесла, например, продемонстрировал радиоуправляемую лодку во время электротехнической выставки 1898 года в Мэдисон-сквер-Гарден, что стало одним из самых ранних примеров практического применения дистанционного управления [2].

По мере развития 20-го века мировые войны выступали катализаторами технологического прогресса. Военные императивы стимулировали быстрое развитие устройств с дистанционным управлением, причем как страны Оси, так и союзные им державы экспериментировали с радиоуправляемыми самолетами и торпедами. Такое военное применение подчеркнуло потенциал дистанционных технологий для выполнения миссий, которые были опасны для людей-операторов, подготовив почву для их послевоенного применения в гражданских целях [3].

Послевоенная эпоха ознаменовалась ускорением внедрения и усовершенствования систем дистанционного управления. Отрасли промышленности начали осознавать потенциал дистанционно управляемых инструментов для повышения безопасности и эффективности эксплуатации. Например, в энергетическом секторе на ядерных установках используются дистанционные технологии для обращения с радиоактивными материалами, исключающие непосредственное взаимодействие человека с опасными веществами. Аналогичным образом, миссии по исследованию космоса, ограниченные огромными расстояниями и враждебной средой космического пространства, в значительной степени полагались на дистанционные операции, яркими примерами которых являются марсоходы на Марсе или зонды дальнего космоса.

Достижения в области коммуникаций, особенно появление цифровых технологий и Интернета, еще больше расширили возможности систем дистанционного управления. К концу 20-го и началу 21-го века сочетание высокоскоростной передачи данных, сложных датчиков и алгоритмов машинного обучения привело к тому, что удаленные операции можно было выполнять с беспрецедентной точностью и быстротой реагирования.

Оглядываясь назад, можно сказать, что эволюция технологий дистанционного управления стала свидетельством человеческой изобретательности и адаптивности. От новаторских демонстраций Tesla до современных беспилотных летательных аппаратов и автоматизированных систем - путь дистанционного управления отражает наше непрерывное стремление расширить горизонты нашей деятельности, одновременно снижая риски и проблемы, присущие сложным рабочим средам.

Основные технологии дистанционного управления

Основа дистанционного управления лежит в мозаике взаимосвязанных технологий, каждая из которых обеспечивает выполнение определенных функциональных возможностей, которые в совокупности составляют единую операционную систему (рис. 1). В основе этих технологий лежат принципы коммуникации, зондирования и приведения в действие, организованные таким образом, чтобы расширить возможности человека за пределы физического присутствия [4].

Рис1. Основные технологии дистанционного управления

Протоколы беспроводной связи: Беспроводная связь претерпела глубокое развитие с момента зарождения радиоволн, перейдя от привязанных ограничений к неограниченному подключению. В настоящее время рынок может похвастаться разнообразным набором протоколов, адаптированных для различных приложений. В то время как радиочастотный сигнал заложил основу, такие инновации, как Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee и Thread (рис. 2), расширили спектр, обеспечив надежный обмен сигналами в различных диапазонах. Однако эти достижения уравновешиваются соображениями, касающимися пропускной способности, энергоэффективности и устойчивости к внешним сбоям. Эта эволюция подчеркивает неустанный поиск оптимальной беспроводной связи, сочетающей надежность с эффективностью [5].

Рис. 2. Протоколы беспроводной связи

Датчики и механизмы обратной связи: Эффективность дистанционного управления выходит за рамки простой выдачи команд и в значительной степени зависит от сбора данных в режиме реального времени с управляемого устройства. В этой динамике датчики выступают в роли невоспетых героев, становясь незаменимыми проводниками информации. Эти разнообразные приборы, от датчиков температуры в промышленных условиях до манометров в глубоководных океанических предприятиях и даже инфракрасных мониторов в передовых инфраструктурах безопасности, выступают в качестве глаз и ушей удаленных систем. Они собирают и отправляют важные данные, гарантируя операторам возможность принимать решения, основанные на точности и своевременности. Эта возможность дополняется появлением технологии multi-sensor fusion – прорывом, который объединяет данные из нескольких источников, улучшая качество обратной связи и повышая точность всеобъемлющей системы. Эта синергия между датчиками и технологиями слияния олицетворяет прогресс в оптимизации механизмов обратной связи дистанционного управления [6].

Рис. 3. Технология multi-sensor fusion

Исполнительные механизмы и компоненты исполнения: Системы удаленного управления в значительной степени зависят от плавного преобразования цифровых сигналов в физические реакции - задача, возложенная на исполнительные механизмы. Эти компоненты, включающие в себя множество устройств - от двигателей, соленоидов до гидравлических систем, - являются основой исполнения. Благодаря технологическому прогрессу их точность и скорость реакции значительно улучшились, что способствует улучшению контроля в различных областях применения. Заметным достижением в этой области является внедрение интеллектуальных материалов, таких как пьезоэлектрики, которые реагируют на электрические раздражители, и сплавы с памятью формы, известные своей способностью принимать заранее определенную форму при термическом или магнитном воздействии. Интеграция этих материалов не только расширила диапазон стратегий приведения в действие, но и повысила эффективность и оперативность компонентов действия, сократив разрыв между выдачей команд и ощутимыми реакциями системы [7].

Алгоритмы обработки данных: В современном мире, основанном на цифровых технологиях, простая передача команд и данных отошла на второй план из-за настоятельной необходимости интеллектуальной обработки данных. Используя мощь растущих вычислительных возможностей, передовые алгоритмы заняли центральное место, тщательно анализируя и уточняя потоки данных. Эти алгоритмы не только обеспечивают оптимизацию задач в режиме реального времени, но и обладают дальновидностью, позволяющей предвидеть и смягчать потенциальные проблемы. Революционным шагом в этом направлении стало появление пограничных вычислений. Этот сдвиг парадигмы позволяет даже устройствам с ограниченными ресурсами выполнять сложные задачи по обработке данных, тем самым снижая их зависимость от непрерывной связи с централизованными серверами. Такие децентрализованные методы обработки подчеркивают наступление новой эры, когда локализованный интеллект и адаптивность являются ключом к эффективным и отзывчивым операциям, основанным на данных [8].

Человеко-машинные интерфейсы (HMI): Эволюция человеко-машинных интерфейсов (HMI) стала свидетельством неустанного стремления к обеспечению бесперебойного взаимодействия между людьми и удаленными системами. То, что начиналось как простые коммутаторы и джойстики, превратилось в эру сложных сенсорных экранов, голосовых команд и интерфейсов дополненной реальности. Эти достижения - нечто большее, чем просто технологические сдвиги; они олицетворяют стремление человека интуитивно взаимодействовать со сложными системами, обеспечивая упрощенный контроль и улучшенный пользовательский опыт. Современный HMI выходит за рамки простого тактильного взаимодействия, охватывая захватывающий опыт, который соответствует естественным человеческим инстинктам. По мере того, как технологии продолжают развиваться, развивается и интерфейс, становящийся динамичным полотном, отражающим слияние человеческой интуиции и эффективности машин.

Безопасность и шифрование: В сфере операций с дистанционным управлением, где ставки часто высоки, а уязвимости могут привести к ужасным последствиям, важность надежной безопасности трудно переоценить. Современные системы теперь внедряют передовые стандарты шифрования для шифрования данных, гарантируя, что даже перехваченная информация остается неразборчивой. Помимо шифрования, эволюция протоколов защищенной связи еще больше укрепляет защиту системы, устраняя потенциальные слабые места, которые могут быть использованы. Механизмы аутентификации также претерпели значительный скачок, объединив биометрические проверки и многофакторную аутентификацию, тем самым гарантируя, что доступ получают только авторизованные лица. Этот сложный комплекс мер безопасности рисует картину постоянно развивающейся цифровой крепости, созданной не только для защиты оперативных данных, но и для того, чтобы вселить уверенность пользователей и заинтересованных сторон в непроницаемость их систем [9, 10].

По сути, гобелен технологий дистанционного управления, сотканный из замысловатых нитей инженерии и инноваций, был разработан таким образом, чтобы воспроизводить, а во многих случаях и расширять возможности человека. Эти технологии, постоянно развивающиеся, означают неустанное стремление человечества к контролю и господству над окружающей средой и задачами, независимо от расстояния или сложности.

Применение технологий дистанционного управления в различных секторах

Технологии дистанционного управления органично внедрились во множество секторов, четко адаптируясь к конкретным задачам и требованиям каждой области (рис. 4). Такая обширная интеграция является свидетельством их универсальности, от микро- до макро-приложений, охватывающих сложные атомные процессы до обширных территорий как на нашей планете, так и за ее пределами.

Рис. 4. Секторы применения технологий дистанционного управления

На производстве удаленные системы являются ключевым элементом, обеспечивающим выполнение задач с непревзойденной точностью и согласованностью. Здесь роботы, управляемые дистанционными командами, выполняют все - от сварки до оценки качества, часто в условиях, слишком опасных или требующих присутствия человека. Этот сдвиг не только повышает эффективность работы, но и улучшает консистенцию продукта [11].

Переходя к энергетическому сектору, радиационные опасности при производстве ядерной энергии делают его запретной зоной для прямого взаимодействия с человеком. Чтобы справиться с этим, удаленные системы, оснащенные камерами и датчиками, становятся глазами и руками, управляя всем – от технического обслуживания до утилизации отходов в опасных зонах, обеспечивая таким образом баланс между безопасностью и высоким качеством эксплуатации [12].

Суровый подземный мир горнодобывающей промышленности также является свидетелем мастерства дистанционных технологий. Вездеходы и современное буровое оборудование погружаются на глубины, недоступные или опасные для человека, выполняя такие задачи, как добыча руды и разведка, тем самым снижая риски, такие как обвалы и воздействие токсичных газов [13].

В бесконечных просторах космоса, где присутствие человека является отдаленной возможностью, безраздельно властвуют дистанционные технологии. Рассмотрим марсоходы, путешествующие по Марсу, или зонды, отправляющиеся в бездну глубокого космоса; это яркие примеры того, как технологии дистанционного управления достигают своего апогея [14].

Сфера сельского хозяйства тоже претерпела изменения. Дроны, вооруженные множеством датчиков, следят за состоянием посевов, показателями почвы и уровнем воды, открывая эру точного земледелия. Это еще больше дополняется машинами с дистанционным управлением, которые помогают в посеве, жатве и борьбе с вредителями, обеспечивая экологичность наряду с эффективностью [15].

На оборонном фронте дистанционные технологии произвели революцию в стратегиях - от беспилотных летательных аппаратов наблюдения, собирающих важнейшие разведывательные данные, до беспилотных летательных аппаратов, выполняющих высокоточные операции, тем самым сводя к минимуму непосредственное воздействие на человека опасностей на передовой [16].

Более того, сектор здравоохранения принял дистанционные технологии с распростертыми объятиями. Роботы, управляемые дистанционно, теперь участвуют в хирургических процедурах, повышая точность и снижая инвазивность. В тандеме телемедицина, опирающаяся на дистанционные технологии, расширяет медицинские знания в разных географических регионах, заполняя пробелы в оказании медицинской помощи [17].

Таким образом по мере того как мы исследуем многогранные области применения в различных секторах, становится очевидным, что технологии дистанционного управления находятся на переднем крае, устраняя ограничения, связанные с человеческим фактором, и повышая эффективность, точность и безопасность вождения. По мере того как отрасли продолжают свой эволюционный путь, роль и влияние этих технологий, несомненно, будут расширяться, открывая новые территории и возможности.

Примеры успешного применения

Эффективность и преобразующий потенциал технологий дистанционного управления лучше всего оценить, изучив их применение в реальных условиях. Их вклад в решение ранее сложных или даже невыполнимых задач демонстрирует масштаб их влияния в различных сферах человеческой деятельности.

После Чернобыльской ядерной катастрофы 1986 года обстановка внутри реактора была сопряжена с опасностью, что делало вмешательство человека крайне рискованным. Здесь важную роль сыграли специализированные роботы, разработанные для таких радиоактивных условий. Эти роботизированные вспомогательные средства не ограничивались только расчисткой завалов, но и расширили их применение для оценки площадки и мероприятий по локализации, снижая опасность, исходящую от людей-работников [18].

Тем временем на бескрайних просторах космоса марсоход NASA Curiosity (рис. 5), запущенный в 2011 году и управляемый из удаленного места на Земле, стал первопроходцем в исследовании Марса. Благодаря своей ловкости в навигации по сложным ландшафтам, извлечении образцов и проведении научных испытаний на месте, он пролил свет на хитросплетения марсианского рельефа и даже намеки на ушедшие формы жизни [19].

Погружаясь в пучину океана, затопленные останки "Титаника", расположенные на глубине более 12 000 футов ниже уровня моря, раскрыли свои секреты глазами дистанционно управляемых аппаратов, в частности, ROV "Арго" в 1985 году. Эти машины дали яркое представление о состоянии корабля и его реликвиях - миссии, слишком опасной для дайверов-людей из-за сокрушительного давления на таких глубинах [20].

В медицинской сфере хирургическая система Da Vinci стала маяком инноваций. Благодаря тому, что хирурги управляют оборудованием с пульта, эта система облегчает сложные медицинские вмешательства с повышенной точностью и адаптивностью. Этот минимально инвазивный подход нашел применение во всем мире, от кардиологических до гинекологических процедур, эффективно устраняя географические барьеры [21].

Коммерческий сектор не сильно отстал в использовании этого потенциала. Такие гиганты, как Amazon и Wing, открыли новую эру логистики с помощью механизмов доставки, ориентированных на беспилотники. Эти дистанционно управляемые дроны, часто обладающие автономными функциями, стабильно и успешно перевозят разнообразные товары, от покупок в Интернете до предметов первой необходимости медицинского назначения, знаменуя собой новую эру в системах доставки [22].

С точки зрения обороны, MQ-9 Reaper, чудо беспилотного летательного аппарата в арсенале различных военных группировок, подчеркивает стратегическое преимущество дистанционных технологий. Оснащенный как для сбора разведданных, так и для нанесения высокоточных ударов, его триумфальное развертывание на множестве ландшафтов и боевых сценариев подчеркивает его ключевую роль в современных военных стратегиях [23].

Объединяя эти разнообразные рассказы об успехе, возникает единое повествование: врожденная способность технологий дистанционного управления справляться с вызовами, совершенствовать процедуры и стимулировать инновации. Каждое из этих достижений не только подтверждает ценность этого технологического чуда, но и прокладывает путь к безграничным возможностям, которые ждут нас впереди.

Текущие вопросы и вызовы

Путь технологий дистанционного управления, отмеченный впечатляющими успехами, в равной степени изобилует препятствиями. Они варьируются от внутренних технологических ограничений до более широких контекстуальных препятствий, и все они направляют диалог о том, как дистанционные операции будут в дальнейшем интегрированы в структуру нашего общества.

Одной из ключевых задач является выполнение команд в режиме реального времени. Жизненно важный для многочисленных вариантов использования, особенно тех, где незначительные задержки могут привести к серьезным последствиям, это становится сложной задачей из-за таких препятствий, как задержка, потеря пакетов данных или дрожание. Даже при наличии самых современных коммуникационных инфраструктур передача команд на огромные расстояния или в условиях электромагнитной плотности остается проблематичной.

С другой стороны, по мере роста этих систем растет и их подверженность кибер-уязвимостям. Угрозы цифровой сферы варьируются от несанкционированного доступа и компрометации данных до более зловещих попыток захвата. Обеспечение безопасности этих систем заключается не только в интеграции мощных мер шифрования и кибербезопасности; речь идет о защите потенциально важных доменов от катастрофических последствий, например, в сфере обороны или важнейших инфраструктур.

Кроме того, существует потребность в жизнестойкости. Будь то бездонные глубины наших океанов, необъятность космоса или опасные пределы ядерного реактора, используемые устройства должны быть стойкими – противостоять экстремальным давлениям, температурам или уровням радиации, не теряя при этом своей коммуникативной или эксплуатационной сущности.

Тем не менее, по мере развития самой технологии человеческий фактор не может быть отодвинут на второй план. Синергия между пользователями и этими удаленными инструментами имеет решающее значение. Создание интуитивно понятных интерфейсов, снижающих вероятность человеческих ошибок, - динамичная задача, аспект, который приобретает еще больший вес в секторах высокого риска, таких как здравоохранение.

С точки зрения общества, интеграция этих технологий порождает множество нормативных и этических дилемм. Представьте, что беспилотные летательные аппараты пронизывают наше небо – вопросы, связанные с управлением воздушным пространством, личной неприкосновенностью и общей безопасностью, становятся первостепенными. Точно так же использование дистанционных технологий в военных действиях побуждает к глубокому анализу этических и юридических парадигм, лежащих в основе ведения боевых действий.

Другое измерение - это энергия. Как вы обеспечиваете стабильное питание устройств, которые потенциально размещены в удаленных местах или в длительных миссиях? Стремление к энергоэффективности переплетается с изучением возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия, а также с борьбой с ограничениями, связанными с батареями и их моделями энергопотребления.

Наконец, поскольку спектр решений для дистанционного управления диверсифицируется в разных секторах, назревает необходимость в lingua franca – стандартизации, гарантирующей, что эти системы смогут без особых усилий "разговаривать" друг с другом, что крайне важно для совместных усилий или масштабных проектов.

По сути, несмотря на то, что горизонт технологий дистанционного управления изобилует потенциалом, он не лишен множества проблем. Ориентирование на этой местности требует сочетания междисциплинарных усилий, совместной синергии и активной политики. Дорога может быть усеяна препятствиями, но она, несомненно, также ведет в царство новаторских инноваций.

Перспективы развития

Сфера технологий дистанционного управления, отличающаяся динамичным развитием, манит в будущее, изобилующее возможностями. Основываясь на текущих вызовах, инновациях и появляющихся тенденциях, перспективы развития прокладывают путь к преобразующим изменениям, как с точки зрения возможностей, так и с точки зрения более широкого воздействия на общество.

Квантовые коммуникации: Одним из многообещающих направлений в решении проблем задержки и безопасности является внедрение квантовых коммуникаций. Используя принципы квантовой механики, он обещает сверхбезопасные методы передачи данных и потенциально мгновенную связь, что изменит правила игры, особенно для полетов в дальний космос или операций с высоким риском.

Интеграция автономных систем: Конвергенция дистанционного управления с искусственным интеллектом обещает переход от удаленного управления к полуавтономным и автономно работающим функциям. Эти системы, оснащенные алгоритмами машинного обучения, могут принимать решения в режиме реального времени на основе обратной связи с окружающей средой, сокращая необходимость вмешательства человека и оптимизируя эффективность выполнения задач.

Адаптивные интерфейсы: Способствуя более интуитивному взаимодействию человека и машины, в будущем, вероятно, появятся интерфейсы, адаптирующиеся к когнитивным моделям и предпочтениям отдельного оператора. Используя нейротехнологии и биометрию, эти адаптивные системы могут повысить точность, снизить утомляемость оператора и свести к минимуму ошибки.

Пограничные вычисления: обработка данных ближе к их источнику, или "на границе", может эффективно сократить задержки передачи и повысить эффективность принятия решений в режиме реального времени. Интеграция передовых вычислительных возможностей, особенно актуальных для беспилотных летательных аппаратов или ROV, позволит этим устройствам обрабатывать сложные данные локально, сводя к минимуму необходимость в постоянной обратной связи.

Экологически чистые энергетические решения: Учитывая проблемы устойчивого развития, все большее внимание уделяется экологичным энергетическим решениям. Будь то использование солнечной энергии для космических полетов или кинетической энергии для подводных беспилотных летательных аппаратов, интеграция возобновляемых источников энергии обещает более длительный срок эксплуатации и снижение воздействия на окружающую среду.

Гибкие и модульные конструкции: По мере усложнения задач и окружающей среды растет спрос на универсальные машины с дистанционным управлением. Модульные конструкции, которые позволяют вносить изменения в зависимости от конкретной задачи, и гибкие машины, способные адаптироваться к различным ландшафтам и задачам, будут находиться на переднем крае дизайнерских инноваций.

Совместные многоагентные системы: Предполагая выполнение задач, которые превосходят возможности одной машины, в будущем, вероятно, будет сделан акцент на многоагентные системы. Эти сети дистанционно управляемых устройств могут совместно решать задачи, будь то флот беспилотных летательных аппаратов, наносящих на карту обширный лес, или команда роботов, координирующих спасательную операцию в зонах, пострадавших от стихийных бедствий.

Эволюция этики и регулирования: По мере расширения технологических перспектив будут расширяться и регулирующие их этические и нормативные рамки. Акцент будет сделан на обеспечении того, чтобы по мере роста возможностей они использовались таким образом, чтобы во главу угла ставились благополучие человека, безопасность и этические соображения.

Охватывая эти траектории развития, мы представляем себе технологии дистанционного управления, которые являются более эффективными, интуитивно понятными и согласованными с этическими нормами. Несмотря на то, что проблемы сохраняются, перспективы открывают путь к использованию этих инструментов для удовлетворения самых высоких амбиций человечества и решения насущных задач.

Заключение

Оценивая многогранную область технологий дистанционного управления, становится безошибочно очевидным, что мы стоим на пороге эпохи, характеризующейся потенциалом преобразований. Сама суть этих технологий – их способность преодолевать физические ограничения человека и выполнять задачи в условиях, которые до сих пор считались недоступными или опасными, – подчеркивает их глубокое значение.

От их исторического зарождения, отмеченного рудиментарными механизмами управления, до современной среды, в которой доминируют сложные алгоритмы и замысловатое оборудование, развитие технологий дистанционного управления является символом человеческой изобретательности и неустанного стремления к прогрессу. Благодаря различным приложениям, начиная от глубоководных исследований и заканчивая межпланетными полетами, эти технологии неизгладимо оставили свой след, как с точки зрения эксплуатационных достижений, так и с точки зрения более широких социальных последствий, которым они способствуют.

Тем не менее, было бы упущением воспринимать это путешествие как лишенное препятствий. Проблемы, варьирующиеся от технических ограничений до этических затруднений, подчеркивают необходимость целостного и междисциплинарного подхода. Устранение присущих уязвимостей, будь то угрозы кибербезопасности или проблемы надежности в экстремальных условиях, требует объединения передовых исследований, совместных усилий и разработки дальновидной политики.

Будущее, очерченное перспективами развития, открывает перед нами заманчивую перспективу возможностей. Интеграция квантовой механики, искусственного интеллекта, адаптивных интерфейсов и экологически чистых энергетических решений предвещает будущее, в котором операции дистанционного управления будут не просто расширением существующих возможностей, но и преобразующим скачком, который переопределит сами парадигмы исследований, вмешательства и инноваций.

В заключение отметим, что сфера технологий дистанционного управления воплощает в себе динамичное взаимодействие достижений, проблем и обещаний. Поскольку мы ориентируемся в этом меняющемся ландшафте, ответственность за совместное использование его потенциала лежит на исследователях, политиках, заинтересованных сторонах отрасли и обществе в целом, обеспечивая разумное соответствие технологического мастерства этическим императивам и коллективному благу. Такое сочетание технологий и добросовестного управления сыграет важную роль в формировании будущего, в котором технологии дистанционного управления станут не просто полезными инструментами, но и предвестниками позитивных изменений в обществе.

Список литературы

  1. Чен Дж. Ю. С., Хаас Э. С., Барнс М. Дж. Проблемы производительности человека и дизайн пользовательского интерфейса для телеуправляемых роботов. Труды IEEE по системам, человеку и кибернетике, часть C (Приложения и обзоры), 2014. 34(5), 517-528.
  2. Тесла Н. Способ и устройство для управления механизмом движущихся судов или транспортных средств. Патент США № 613,809. 1898
  3. Залога С. Беспилотные летательные аппараты: Роботизированная воздушная война 1917-2007. Издательство "Оспри Паблишинг". 2011.
  4. Хайкин С. Коммуникационные системы. Джон Уайли и сыновья. 2001.
  5. Фарахани С. Беспроводные сети и приемопередатчики Zigbee. Ньюнс. 2008.
  6. Фрейден Дж. Справочник по современным датчикам: физика, конструкции и приложения. Спрингер. 2010.
  7. Бишоп Р. Х. Мехатроника: Введение. CRC-пресс. 2007.
  8. Ши У., Цао Дж. Передовые вычисления: видение и вызовы. Журнал IEEE Internet of Things, 2012.
  9. Эндсли М. Р., Джонс Д. Г. Проектирование с учетом ситуационной осведомленности: подход к дизайну, ориентированному на пользователя. CRC press. 2016.
  10. Столлингс У. Криптография и сетевая безопасность: принципы и практика. Пирсон. 2017.
  11. Сицилиано Б., Хатиб О. (Ред.). Справочник Спрингера по робототехнике. Спрингер. 2016.
  12. Мюррей Р. Л. Ядерная энергетика: введение в концепции, системы и приложения ядерных процессов. Баттерворт-Хайнеманн. 2017.
  13. Хартман Х. Л. (ред.). Справочник по горному делу для малого и среднего бизнеса. Общество горного дела, металлургии и геологоразведочных работ. 1992.
  14. Вагнер М., Токхайм Л. А. (ред.). Планетоходы: инструменты для исследования космоса. Спрингер. 2020 год.
  15. Лиакос К. Г., Бусато П., Мошу Д., Пирсон С., Бохтис Д. Машинное обучение в сельском хозяйстве: обзор. Датчики и исполнительные механизмы B: Химическая промышленность. 2018.
  16. Дорожная карта беспилотных авиационных систем на 2005-2030 годы. Канцелярия министра обороны, Министерство обороны США. 2005.
  17. Розен Дж., Ханнафорд Б., Сатава Р. М. Хирургическая робототехника: системные приложения и видение. Спрингер. 2019.
  18. Медведев З. А. Чернобыльская тетрадь. Новости. 1990.
  19. Вебстер К. Р. и др. Обнаружение марсианского метана и его изменчивость в кратере Гейл. Наука, 347(6220). 2015.
  20. Баллард Р. Д., Арчболд Р. Открытие "Титаника". Издательство "Гранд Сентрал Паблишинг". 1987.
  21. Гринберг К. С. и др. Общегосударственный курс по техническим и когнитивным навыкам роботизированной хирургии. Журнал хирургического образования, 2016. 73(1).
  22. Сирил Дж., Джордж С. М. Системы доставки беспилотных летательных аппаратов – технические и социальные проблемы. В 2018 году состоится 9-я ежегодная конференция IEEE по информационным технологиям, электронике и мобильной связи (EMCON). IEEE. 2018.
  23. Хадсон А. Жнец: Воин ближней воздушной поддержки (CAS). Издательство "Потомак Букс, Инк.", 2010.

Поделиться

603

Куличков А. С. Технологии дистанционного управления для решения задач в сложных условиях труда // Актуальные исследования. 2023. №34 (164). С. 36-46. URL: https://apni.ru/article/6907-tekhnologii-distantsionnogo-upravleniya-dlya

Актуальные исследования

#27 (209)

Прием материалов

29 июня - 5 июля

осталось 6 дней

Размещение PDF-версии журнала

10 июля

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

22 июля