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Apr 28, 2024

量子の飛躍: 量子センサーがロボット工学にどのような革命をもたらすか

VB Transform 2023 のセッションを表示するには、オンデマンド ライブラリにアクセスしてください。 ここから登録してください 最近のアントマン映画は、量子を光の中で表現するという素晴らしい仕事をしましたが、量子科学の未来

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最近のアントマン映画は量子に光を当てるという素晴らしい仕事をしましたが、量子科学の未来はフィクションよりもさらに明るく輝いています。 アプリケーションの 1 つである量子センサーは、すでに世界で最も重要なシステムやテクノロジーの基礎となっており、全地球測位システム (GPS) や磁気共鳴画像法 (MRI) スキャナーがその代表的な例です。

量子センサーと量子 AI はほんの始まりにすぎません。現在、ロボットも量子センサー処理を受けています。 量子センサーは、ロボットの動作方法と、それを 21 世紀の重要な課題に適用する方法を大幅に強化します。

現代のテクノロジーには、熱、光、動き、圧力などの物理環境の側面を測定するセンサーがたくさんあります。 量子センサーは何か新しいものを加えます。 彼らは、粒子が原子スケールでどのように動作するかという量子特性を利用して、重力場、電場、磁場における小さな動きや変化を検出します。

量子センサーは非常に小さいスケールで動作するため、光やその他の観察可能な現象を極めて正確に測定できます。 また、原子の構造や原子粒子のスピンなど、決して変化しない特性を測定するため、高精度で安定した測定が可能になります。

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この精度と信頼性により、量子センサーは非常に便利になります。 これらは、原子時計の刻みが時間の鼓動に忠実であることを保証し、その品質により、原子時計は GPS やその他の測位、ナビゲーション、タイミング (PNT) システムの中心に据えられます。 また、臨床医に詳細な診断画像を提供するために MRI スキャナーでも広く使用されています。 また、科学者や産業界が利用できる、世界的な持続可能性への取り組みの重要な側面である環境データの改善にも貢献しています。

ただし、あまりに正確で繊細であることがあまり役に立たない場合があることを言及しておくことが重要です。 それは、データに多くのノイズが含まれるためです。 ノイズの多いデータは、EY 量子データ サイエンス チームのようなチームが AI を実装して洞察をノイズから分離することで取り組んでいる課題です。

実際、量子センシングと他のテクノロジーを組み合わせるのは、多くの可能性を秘めた戦略です。 量子センシングとロボット工学が良い例です。 ほとんどの量子センサーはサイズが小さく、感度が高いため、ロボット アームの光ファイバー ケーブルの触覚センサー要素としてすでに使用されており、圧力、振動、温度、温度などの正確な情報を検出することでロボット アームが環境を認識するのに役立ちます。テクスチャー。

この強力な組み合わせの他の潜在的なアプリケーションも登場しています。 たとえば、量子センサーと移動ロボットの組み合わせが見られ始めています。 温度や磁場の小さな変化など、センサーによって検出された環境に関する情報により、ロボットはより正確な動きや決定を下せるようになり、他の目的で貴重なデータを収集できるようになります。

私たちは、動き回ってデータを収集するように設計された四足ロボットであるスポットに量子センサーを取り付けて、これを自分たちでテストしました。 私たちがテストした量子センサーは、光合成活性放射線 (PAR) と呼ばれる、植物の成長に影響を与える光の種類を測定するように設計されています。 より正確には、センサーは、ある時点で特定の場所で光合成的にアクティブなフォトンの数を測定し、その場所の植物がどのくらいの PAR を受け取るかを確認します。

このセンサーは水中と地下の人工的に照明された温室のような環境において堅牢で信頼性が高いため、Spot のような移動ロボットにセンサーを取り付けることは、光の監視と管理が不可欠な農業において貴重な可能性を秘めています。 また、砂漠のプランテーションや地下農場など、新興の大規模生物生態系をモデル化し、世界の食料安全保障に対処するのにも役立つ可能性があります。