من المتوقع أن تساعد التقنيات الروبوتية في تحسين نوعية حياة المرضى المسنين من خلال الإجراءات غير الجراحية Non-invasive surgical procedures.
فيما يلي اتجاهات التكنولوجيا التي تؤثر على موضوع الروبوتات في الطب (2021)، كما حددتها GlobalData.
TO THE
تعد تقنيات الذكاء الاصطناعي AI، وخاصة التعلم الآلي machine learning، جزءًا لا يتجزأ من تطوير الروبوتات الصناعية الذكية intelligent industrial robots، والتي يمكنها توقع مواقف معينة والتكيف معها بناءً على تفسير البيانات المستمدة من مجموعة من أجهزة الاستشعار. هناك حاجة إلى مزيد من التقدم في بعض تقنيات الذكاء الاصطناعي، بما في ذلك رؤية الكمبيوتر computer vision، ومنصات المحادثة conversational platforms، والحوسبة السياقية contextual computing، لنقل الأتمتة الصناعية industrial automation والروبوتات الصناعية إلى المستوى التالي.
ستصبح المعالجات العصبية Neuromorphic processors جزءًا مهمًا من الجيل القادم من الروبوتات. يتم تدريبهم باستخدام مكتبات قواعد البيانات ذات الصلة ثم يتعلمون التفكير بأنفسهم من خلال معالجة المدخلات الحسية. سيستخدم هؤلاء المعالجات في النهاية مهاراتهم المكتسبة لأداء المهام المعينة باستخدام الارتباطات والاحتمالات.
حوسبة الحافة Edge computing
يمكن إجراء العمليات الروبوتية من السحابة cloud، ومع ذلك، يمكن أن تجبر مخاوف الأمان والكمون الروبوتات على معالجة البيانات في الوقت الفعلي في بيئات التشغيل الخاصة بهم والرد على الفور. الحوسبة المتقدمة لديها القدرة على تحسين أداء الروبوت بسبب انخفاض زمن الوصول. كما أنه يحسن الأمان، لأن الحافة أكثر أمانًا من السحابة. ستجعل الحوسبة المتطورة الهجمات الإلكترونية أكثر صعوبة عند دمجها مع حلقات البرامج الثابتة المستقلة لروبوتات "القرار والحس decision and sense".
الأمن السيبراني Cybersecurity
أحد التحديات الرئيسية التي تواجه التطبيق الواسع النطاق للروبوتات هو تهديد الهجمات الإلكترونية. تعد برامج الروبوت، خاصة تلك المتصلة بالإنترنت، عرضة للقرصنة. يمكن أن يؤدي تركها بدون حماية إلى السماح بالوصول غير المصرح به إلى التطبيقات والأنظمة الرئيسية، والذي بدوره يمكن أن يؤدي إلى فقدان المعلومات الحساسة أو سرقتها أو إتلافها أو الاستخدام غير المناسب لها.
تتناول أحدث حلول إدارة الأمن السيبراني الصناعي المخاطر المرتبطة بمعدات وتطبيقات ومصانع الأتمتة الصناعية. تُمكِّن هذه الحلول الشركات من الامتثال للوائح الأمن السيبراني الخاصة بالصناعة، مثل حماية البنية التحتية الحيوية Critical Infrastructure Protection من مؤسسة الموثوقية الكهربائية بأمريكا الشمالية (NERC CIP) North American Electric Reliability Corporation. يمكن للمؤسسات الجمع بين جهود أمن تكنولوجيا المعلومات والتكنولوجيا التشغيلية (OT) Operational Technology وتعظيم إمكانات جميع موارد الأمن السيبراني للشركة من خلال تضمين حلول إدارة الأمن السيبراني هذه في إستراتيجيتها الأمنية.
الإنترنت الصناعي Industrial internet
يتضمن الإنترنت الصناعي درجة أكبر من الترابط بين الأنظمة ويفترض أن بيانات المراقبة والتحكم ستتدفق خارج حدود المصنع ليتم استهلاكها وإدارتها بواسطة الخدمات المستندة إلى السحابة. تمثل المصانع والآلات والعمليات الحالية الفرصة الرئيسية للإنترنت الصناعي.
ستأتي أعظم المكاسب على المدى القريب من تحديث ميزات الاتصال والإدارة المتقدمة في البنية التحتية الصناعية اليوم. إن منح مصنعي الآلات الصناعية القدرة على الوصول إلى بيانات الأداء في الوقت الفعلي يجب أن يمكّنهم من تقديم خدمات جديدة ودعم نماذج الأعمال الجديدة مثل الصيانة الوقائية أو الروبوتات كخدمة (RaaS) Robotics as a Service.
الروبوتات السحابية Cloud robotics
مكنت التطورات في الذكاء الاصطناعي من تطوير الروبوتات، مما سمح لها بأن تصبح منتجات معقدة للغاية بدلاً من الآلات المستقلة ذات الوظائف الثابتة كما كانت، مما زاد من عدد الأدوار التي يمكن أن تلعبها الروبوتات. تعد الحوسبة السحابية في صميم هذا التطور، مما يتيح إمكانية إدارة الاكتشاف والحساب والذاكرة بشكل أسرع وأكثر أمانًا وعلى نطاق واسع.
استخدام السحابة في الروبوتات لديه القدرة على تغيير طريقة استهلاك التكنولوجيا. يتضمن سوق RaaS منتجات تدمج خدمات الإدارة والتحليل المستندة إلى مجموعة النظراء مع الروبوتات المادية. طبقت كبرى شركات تصنيع الروبوتات الاتصال السحابي، مما يسمح بمراقبة الروبوتات وإدارتها وصيانتها عن بُعد.
مراكز التميز في الروبوتات (CoE) Robotics Centers of Excellence
مركز التميز للروبوتات مسؤول عن تطوير وتنفيذ حلول روبوتية فعالة ومنتجة مصممة خصيصًا لاحتياجات الصناعات. يقوم مركز التميز بجمع وتقييم وإدارة المعلومات التي تسهل نشر الحلول الروبوتية. يحتاج مركز التميز في الروبوتات إلى مزيج مناسب من الأشخاص بما في ذلك الراعي والمدير ومدير المشروع ومحللي الأعمال والمهندسين المعماريين والمطورين والمراقبين، بالإضافة إلى نموذج حوكمة قوي. .
تم إنشاء مركز التميز للحفاظ على الزخم التنظيمي الحالي ودعم مبادرات تنفيذ الروبوتات الحالية والمستقبلية. تعد الدقة أمرًا حيويًا في صناعات مثل الرعاية الصحية لأن حياة المرضى معرضة للخطر. أنشأت العديد من المؤسسات الطبية في الولايات المتحدة مراكز امتياز في الجراحة الروبوتية لضمان تلبية معايير السلامة. المرضى وجودة الرعاية.
أتمتة العمليات المفتوحة (OPA) Open process automation
تقليديا، كانت المكونات الروبوتية مثل وحدات التحكم متوافقة فقط مع المنتجات التي تصنعها نفس الشركة. تسعى العديد من المنظمات جاهدة للتغلب على هذه القيود وإنشاء نظام مفتوح من شأنه أن يجعل المكونات الروبوتية متوافقة عالميًا، مما أدى إلى تطوير OPA.
سيؤدي ظهور OPA إلى جعل عناصر التحكم في العملية أكثر قابلية للتشغيل البيني. إنه يمكّن بائعي التكنولوجيا من العمل بشكل تعاوني مع مؤسسات مختلفة لإنتاج بنية قياسية وآمنة ومفتوحة يمكنها تسهيل التكامل الآلي، مما يؤدي إلى حلول مستقلة عن البائع.
الروبوتات خفيفة الوزن وتعمل أقل مع المزيد Lightweight robotics and do less with more
ستكون روبوتات العقد الأول من القرن الحادي والعشرين أصغر حجمًا وأخف وزنًا، مما يجعلها أكثر مرونة وأسهل في النشر وأكثر اقتصادا. ينطبق اتجاه التصميم الخفيف الوزن على كل من جسم وعقل الروبوتات. تستثمر العديد من الشركات في أنظمة التشغيل والبرمجيات والبرمجة المحسنة.
تعمل الأكاديمية أيضًا على تطوير حلول لبعض المشكلات الأكثر تعقيدًا، مثل تبسيط المسار، والتي تهدف إلى تحسين التنقل بين الروبوتات في بيئتها. البحث في تبسيط المسار يوازن بين الحاجة إلى الروبوتات لاتخاذ القرارات الصحيحة حتى عندما تكون المعلومات شحيحة.
روبوتات قابلة للتخصيص Customizable robots
أصبحت الروبوتات منتشرة في صناعات مختلفة، لكن تصميم ونمذجة الروبوت أمر شاق ومرهق ومكلف. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي التكيف مع تغيير أو تعديل طفيف في مرحلة لاحقة إلى إطالة هذه العملية. رداً على ذلك، يحاول المصنعون إنشاء نماذج أولية للروبوتات يمكن تخصيصها.
الروبوتات اللينة وذاتية الإصلاح Gentle and self-healing robots
الروبوتات اللينة مصنوعة من مواد ناعمة أو بوليمرات بدلاً من المعدن التقليدي. تعطي هذه المواد للروبوتات خصائص عضوية، تحاكي عمل العضلات. الأبحاث جارية لتمكينهم من الإصلاح الذاتي، مما سيجعلهم أكثر مرونة وقدرة على التكيف. لا تزال الروبوتات ذاتية الشفاء في مهدها، لكن الأبحاث لديها القدرة على تحسين التكنولوجيا. حاليًا، يركز هذا البحث بشكل أساسي على تحسين المواد وتصميم وسائل المواد المختلفة لتكون متوافقة من أجل تجنب أي تفاعل كيميائي. هناك العديد من حالات الاستخدام المحتملة في الرعاية الصحية والتصنيع والدفاع والأمن لمثل هذه الروبوتات.
فيما يلي اتجاهات التكنولوجيا التي تؤثر على موضوع الروبوتات في الطب (2021)، كما حددتها GlobalData.
TO THE
تعد تقنيات الذكاء الاصطناعي AI، وخاصة التعلم الآلي machine learning، جزءًا لا يتجزأ من تطوير الروبوتات الصناعية الذكية intelligent industrial robots، والتي يمكنها توقع مواقف معينة والتكيف معها بناءً على تفسير البيانات المستمدة من مجموعة من أجهزة الاستشعار. هناك حاجة إلى مزيد من التقدم في بعض تقنيات الذكاء الاصطناعي، بما في ذلك رؤية الكمبيوتر computer vision، ومنصات المحادثة conversational platforms، والحوسبة السياقية contextual computing، لنقل الأتمتة الصناعية industrial automation والروبوتات الصناعية إلى المستوى التالي.
ستصبح المعالجات العصبية Neuromorphic processors جزءًا مهمًا من الجيل القادم من الروبوتات. يتم تدريبهم باستخدام مكتبات قواعد البيانات ذات الصلة ثم يتعلمون التفكير بأنفسهم من خلال معالجة المدخلات الحسية. سيستخدم هؤلاء المعالجات في النهاية مهاراتهم المكتسبة لأداء المهام المعينة باستخدام الارتباطات والاحتمالات.
حوسبة الحافة Edge computing
يمكن إجراء العمليات الروبوتية من السحابة cloud، ومع ذلك، يمكن أن تجبر مخاوف الأمان والكمون الروبوتات على معالجة البيانات في الوقت الفعلي في بيئات التشغيل الخاصة بهم والرد على الفور. الحوسبة المتقدمة لديها القدرة على تحسين أداء الروبوت بسبب انخفاض زمن الوصول. كما أنه يحسن الأمان، لأن الحافة أكثر أمانًا من السحابة. ستجعل الحوسبة المتطورة الهجمات الإلكترونية أكثر صعوبة عند دمجها مع حلقات البرامج الثابتة المستقلة لروبوتات "القرار والحس decision and sense".
الأمن السيبراني Cybersecurity
أحد التحديات الرئيسية التي تواجه التطبيق الواسع النطاق للروبوتات هو تهديد الهجمات الإلكترونية. تعد برامج الروبوت، خاصة تلك المتصلة بالإنترنت، عرضة للقرصنة. يمكن أن يؤدي تركها بدون حماية إلى السماح بالوصول غير المصرح به إلى التطبيقات والأنظمة الرئيسية، والذي بدوره يمكن أن يؤدي إلى فقدان المعلومات الحساسة أو سرقتها أو إتلافها أو الاستخدام غير المناسب لها.
تتناول أحدث حلول إدارة الأمن السيبراني الصناعي المخاطر المرتبطة بمعدات وتطبيقات ومصانع الأتمتة الصناعية. تُمكِّن هذه الحلول الشركات من الامتثال للوائح الأمن السيبراني الخاصة بالصناعة، مثل حماية البنية التحتية الحيوية Critical Infrastructure Protection من مؤسسة الموثوقية الكهربائية بأمريكا الشمالية (NERC CIP) North American Electric Reliability Corporation. يمكن للمؤسسات الجمع بين جهود أمن تكنولوجيا المعلومات والتكنولوجيا التشغيلية (OT) Operational Technology وتعظيم إمكانات جميع موارد الأمن السيبراني للشركة من خلال تضمين حلول إدارة الأمن السيبراني هذه في إستراتيجيتها الأمنية.
الإنترنت الصناعي Industrial internet
يتضمن الإنترنت الصناعي درجة أكبر من الترابط بين الأنظمة ويفترض أن بيانات المراقبة والتحكم ستتدفق خارج حدود المصنع ليتم استهلاكها وإدارتها بواسطة الخدمات المستندة إلى السحابة. تمثل المصانع والآلات والعمليات الحالية الفرصة الرئيسية للإنترنت الصناعي.
ستأتي أعظم المكاسب على المدى القريب من تحديث ميزات الاتصال والإدارة المتقدمة في البنية التحتية الصناعية اليوم. إن منح مصنعي الآلات الصناعية القدرة على الوصول إلى بيانات الأداء في الوقت الفعلي يجب أن يمكّنهم من تقديم خدمات جديدة ودعم نماذج الأعمال الجديدة مثل الصيانة الوقائية أو الروبوتات كخدمة (RaaS) Robotics as a Service.
الروبوتات السحابية Cloud robotics
مكنت التطورات في الذكاء الاصطناعي من تطوير الروبوتات، مما سمح لها بأن تصبح منتجات معقدة للغاية بدلاً من الآلات المستقلة ذات الوظائف الثابتة كما كانت، مما زاد من عدد الأدوار التي يمكن أن تلعبها الروبوتات. تعد الحوسبة السحابية في صميم هذا التطور، مما يتيح إمكانية إدارة الاكتشاف والحساب والذاكرة بشكل أسرع وأكثر أمانًا وعلى نطاق واسع.
استخدام السحابة في الروبوتات لديه القدرة على تغيير طريقة استهلاك التكنولوجيا. يتضمن سوق RaaS منتجات تدمج خدمات الإدارة والتحليل المستندة إلى مجموعة النظراء مع الروبوتات المادية. طبقت كبرى شركات تصنيع الروبوتات الاتصال السحابي، مما يسمح بمراقبة الروبوتات وإدارتها وصيانتها عن بُعد.
مراكز التميز في الروبوتات (CoE) Robotics Centers of Excellence
مركز التميز للروبوتات مسؤول عن تطوير وتنفيذ حلول روبوتية فعالة ومنتجة مصممة خصيصًا لاحتياجات الصناعات. يقوم مركز التميز بجمع وتقييم وإدارة المعلومات التي تسهل نشر الحلول الروبوتية. يحتاج مركز التميز في الروبوتات إلى مزيج مناسب من الأشخاص بما في ذلك الراعي والمدير ومدير المشروع ومحللي الأعمال والمهندسين المعماريين والمطورين والمراقبين، بالإضافة إلى نموذج حوكمة قوي. .
تم إنشاء مركز التميز للحفاظ على الزخم التنظيمي الحالي ودعم مبادرات تنفيذ الروبوتات الحالية والمستقبلية. تعد الدقة أمرًا حيويًا في صناعات مثل الرعاية الصحية لأن حياة المرضى معرضة للخطر. أنشأت العديد من المؤسسات الطبية في الولايات المتحدة مراكز امتياز في الجراحة الروبوتية لضمان تلبية معايير السلامة. المرضى وجودة الرعاية.
أتمتة العمليات المفتوحة (OPA) Open process automation
تقليديا، كانت المكونات الروبوتية مثل وحدات التحكم متوافقة فقط مع المنتجات التي تصنعها نفس الشركة. تسعى العديد من المنظمات جاهدة للتغلب على هذه القيود وإنشاء نظام مفتوح من شأنه أن يجعل المكونات الروبوتية متوافقة عالميًا، مما أدى إلى تطوير OPA.
سيؤدي ظهور OPA إلى جعل عناصر التحكم في العملية أكثر قابلية للتشغيل البيني. إنه يمكّن بائعي التكنولوجيا من العمل بشكل تعاوني مع مؤسسات مختلفة لإنتاج بنية قياسية وآمنة ومفتوحة يمكنها تسهيل التكامل الآلي، مما يؤدي إلى حلول مستقلة عن البائع.
الروبوتات خفيفة الوزن وتعمل أقل مع المزيد Lightweight robotics and do less with more
ستكون روبوتات العقد الأول من القرن الحادي والعشرين أصغر حجمًا وأخف وزنًا، مما يجعلها أكثر مرونة وأسهل في النشر وأكثر اقتصادا. ينطبق اتجاه التصميم الخفيف الوزن على كل من جسم وعقل الروبوتات. تستثمر العديد من الشركات في أنظمة التشغيل والبرمجيات والبرمجة المحسنة.
تعمل الأكاديمية أيضًا على تطوير حلول لبعض المشكلات الأكثر تعقيدًا، مثل تبسيط المسار، والتي تهدف إلى تحسين التنقل بين الروبوتات في بيئتها. البحث في تبسيط المسار يوازن بين الحاجة إلى الروبوتات لاتخاذ القرارات الصحيحة حتى عندما تكون المعلومات شحيحة.
روبوتات قابلة للتخصيص Customizable robots
أصبحت الروبوتات منتشرة في صناعات مختلفة، لكن تصميم ونمذجة الروبوت أمر شاق ومرهق ومكلف. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي التكيف مع تغيير أو تعديل طفيف في مرحلة لاحقة إلى إطالة هذه العملية. رداً على ذلك، يحاول المصنعون إنشاء نماذج أولية للروبوتات يمكن تخصيصها.
الروبوتات اللينة وذاتية الإصلاح Gentle and self-healing robots
الروبوتات اللينة مصنوعة من مواد ناعمة أو بوليمرات بدلاً من المعدن التقليدي. تعطي هذه المواد للروبوتات خصائص عضوية، تحاكي عمل العضلات. الأبحاث جارية لتمكينهم من الإصلاح الذاتي، مما سيجعلهم أكثر مرونة وقدرة على التكيف. لا تزال الروبوتات ذاتية الشفاء في مهدها، لكن الأبحاث لديها القدرة على تحسين التكنولوجيا. حاليًا، يركز هذا البحث بشكل أساسي على تحسين المواد وتصميم وسائل المواد المختلفة لتكون متوافقة من أجل تجنب أي تفاعل كيميائي. هناك العديد من حالات الاستخدام المحتملة في الرعاية الصحية والتصنيع والدفاع والأمن لمثل هذه الروبوتات.
