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군집 지능 및 로봇 협업 응용(2025년)Swarm Intelligence and Robotic Collaboration Application Report, 2025 |
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군집 지능(SI)은 집단지능이라고도 불리며, 다수의 지능체(인간, 기계, 기타 지능시스템 등)의 연계와 자원통합을 통해 단체의 능력을 넘는 지적인 퍼포먼스를 낳는 기법을 말합니다. 그 핵심적인 사고방식은 집단 내의 개별 지식, 경험, 판단을 통합함으로써 보다 효율적인 문제 해결, 의사결정 또는 혁신을 실현하는 것입니다. 군집 지능은 생물의 집단 행동의 모방에 기원을 가지고 있습니다. 이것은 계산 패러다임과 지능 모드이며, 다수의 단순한 개체가 중앙 집중식 관리 없이 국소적인 상호작용과 단순한 규칙을 따름으로써 전체적으로 복잡한 지능적 행동을 창출하는 것입니다. 예를 들어 개미의 식민지가 최단 경로를 발견하거나 새들의 무리가 동기적으로 비행하는 현상이 이에 해당합니다.
로봇 협업란, 동일 또는 상이한 유형의 복수 로봇이, 통일된 협동 제어 시스템 하에서 실시간 지각 데이터와 사전 설정 규칙에 근거해, 단독으로는 달성 불가능한 복잡한 태스크를 공동으로 수행해, 「1 1>2」의 시너지 효과를 실현하는 프로세스를 말합니다. 대상 로봇은 산업용 로봇 암이나 AGV(무인 반송차) 등의 산업 기기, 혹은 서비스 로봇이나 의료 로봇 등의 민생 기기를 포함합니다.
군집 지능 기술은 로봇 협업의 「연계 뇌」가 됩니다. 군집 지능은 멀티로봇 시스템에서 "어떻게 효율적으로 연계하는가"라는 핵심 논리를 제공합니다. 예를 들어,
1. 그룹 지능의 분산 제어 메커니즘은 전체 시스템 작동에 대한 "단일 장애 지점"의 영향을 피하고 협력의 견고성을 향상시킵니다.
2. 그룹 지능의 국소 정보 상호 작용 메커니즘은 정보 전달 비용을 줄입니다. 로봇은 모든 세계 정보를 취득할 필요는 없고, 인접한 로봇과 위치 정보나 태스크 상태를 교환하는 것으로, 최적의 세계 태스크 배분을 실현할 수 있습니다.
로봇 협업는 군집 지능 기술의 구현과 복잡한 현실 세계의 문제 해결에 있어서 중요한 시나리오이며, 결국 군집 지능 기술의 최적화에 기여합니다.
군집 지능 및 로봇 협업는 개별 능력의 한계를 돌파할 수 있습니다.
개인 지능과 비교하여 군집 지능 및 로봇 협업는 효율성 향상, 경계 확대, 시스템 내장애성 강화, 비용과 에너지 소비 절감을 실현합니다.
단독 지능은 "개인 능력 강화"에 초점을 맞추었습니다. 모든 지각, 의사 결정 및 작동 모듈이 단일 로봇에 통합되어 외부 장치 및 기타 로봇에 의존하지 않고 자신의 센서(카메라, 레이더)와 알고리즘에 의해 문제를 독립적으로 처리합니다. 군집 지능 및 로봇 협업의 핵심은 「집단 효율 최적화」에 있습니다. 복수의 로봇이 통신 네트워크로 접속되어 단독으로는 달성 불가능한 과제를 공동으로 수행합니다. 각 로봇은 작업의 일부만을 담당하고 데이터 공유와 태스크 분담을 통해 '1 1>2'의 시너지 효과를 실현합니다.
군집 지능 및 로봇 협업의 주요 기술 : 태스크 할당, 연계 제어, 실시간 통신
개인 지능과 비교했을 때, 군집 지능 및 로봇 협업의 주요 기술은 주로 「복수의 개체가 효율적이고 질서 있는 전체를 형성하는 방법」에 초점을 맞추었습니다. 그 핵심은 태스크 분할, 행동 연계, 정보 공유 등 3가지 주요 과제를 다루는 데 있습니다. 주요 기술에는 다음이 포함됩니다.
1. 동적 태스크 할당 및 스케줄링 : 개별 지능은 "무엇을 해야 하는지 결정"하는 것만으로 좋지만, 연계 시스템에서는 복잡한 태스크를 서브 태스크로 분할하고 각 로봇에 합리적으로 할당합니다. 동시에 작업 변화에 대응하기 위해 할당 솔루션은 일시적인 작업 추가 및 삭제, 로봇 고장 등 불확실한 환경에서 일회성 정적 할당이 아닌 지속적으로 조정되어야 합니다.
2. 경로 계획 및 장애물 회피 : 여러 로봇이 같은 공간에서 작업하는 경우 경로 충돌(충돌 등)과 자원 충돌(동일한 충전 스팟 충돌 등)이 발생할 수 있습니다. 질서있는 행동을 보장하기 위해서는 협력 제어가 필요합니다. 장애물 회피 전략은 경로 계획 알고리즘을 사용하여 각 로봇의 경로가 중복되지 않도록 계획하거나 시간 스케줄링(로봇이 좁은 통로을 순차적으로 통과하는 등)을 사용하여 충돌을 방지합니다. 산업 환경에서는 '디지털 트윈' 기술도 탑재되어 가상 환경에서 로봇의 움직임을 리허설함으로써 충돌을 조기에 감지하고 해결할 수 있습니다.
3. 연동 제어 : 여기에는 동작 동기 제어 및 힘/토크 연동 제어가 포함됩니다. 기본적으로 여러 로봇의 위치, 속도, 힘 및 기타 파라미터가 작업 실행 시 미리 설정된 규칙에 따라 일관성을 유지하는 것을 목표로 하여 효율적인 연계를 실현합니다. 연동 제어는 연동의 정확성과 안정성을 보장하기 위해 시간 동기, 궤도 동기, 힘/토크 동기 등 여러 중심 목표를 중심으로 전개됩니다.
4. 실시간 통신 : 이것은 효율적인 로봇 협업의 기반이 됩니다. 위치 정보, 태스크 진행, 장애 정보 등 디바이스 간과 디바이스 시스템 간의 데이터 전송과 상호 작용을 담당합니다.
본 보고서에서는 군집 지능 및 로봇 협업 업계에 대해 조사하여 군집 지능 기술의 정의, 특성, 개발사, 주요기술, 기술 동향, 과제 등에 더해 군집 지능기술의 주요 공급업체와 로봇연계의 응용을 분석했습니다.
Research on swarm intelligence and robotic collaboration: Swarm intelligence and robotic collaboration will break through the boundaries of individual intelligence and will be widely adopted across various industries.
The "Swarm Intelligence and Robotic Collaboration Application Report 2025" released by ResearchInChina analyzes and summarizes the definition, characteristics, core algorithms, core value, development history, technical architecture and key technologies, technology trends, challenges, key industry applications (including include intelligent warehousing and logistics, performing arts and entertainment, industrial manufacturing, consumer services, fire and rescue, etc.) and suppliers of swarm intelligence technology and robot collaborative applications.
Swarm intelligence (SI), also known as collective intelligence, refers to the method of generating intelligent performance that exceeds the capabilities of a single individual through the collaboration of multiple intelligent agents (such as humans, machines, and other intelligent systems) and resource integration. Its core idea is to achieve more efficient problem-solving, decision-making, or innovation by integrating the knowledge, experience, and judgment of individuals within a group. Swarm intelligence originates from the simulation of biological group behavior. It is a computational paradigm and intelligent mode in which a large number of simple individuals can emerge globally complex intelligent behaviors through local interaction and following simple rules without centralized control, such as ant colonies finding the shortest path and flocks of birds flying in sync.
Robotic collaboration refers to the process by which multiple robots of the same or different types work together under the unified collaborative control system, based on real-time perception data and preset rules, to complete complex tasks that a single robot cannot accomplish independently, achieving a "1+1>2" synergy. These robots can be industrial-grade equipment such as industrial robotic arms and AGVs (automated guided vehicles), or civilian equipment such as service robots and medical robots.
Swarm intelligence technology is the "collaborative brain" for robotic collaboration. Swarm intelligence provides the core logic for "how to collaborate efficiently" for multi-robot systems. For example, 1. the distributed control mechanism of swarm intelligence can avoid the impact of "single point failure" on the overall system operation and improve collaborative robustness; 2. the local information interaction mechanism of swarm intelligence reduces information transmission costs. Robots do not need to obtain all global information. They can achieve optimal global task allocation by exchanging position information and task status with neighboring robots. Robotic collaboration is a key scenario for the implementation of swarm intelligence technology and the solution of complex real-world problems, ultimately contributing to the optimization of swarm intelligence technology.
Swarm intelligence and robotic collaboration can break through the boundaries of individual capabilities.
Compared to individual intelligence, swarm intelligence and robotic collaboration can improve efficiency, expand boundaries, enhance system fault tolerance, and reduce costs and energy consumption.
Stand-alone intelligence focuses on "enhancing individual capabilities". All perception, decision-making and actuation modules are integrated on a single robot, which independently handles problems by relying on its own sensors (cameras, radar) and algorithms, without relying on external devices or other robots. The core of swarm intelligence and robotic collaboration is "optimizing group efficiency," where multiple robots are connected through a communication network and work together to complete tasks that a single robot cannot accomplish. Each robot may only be responsible for a part of the work, achieving a "1+1>2" synergy through data sharing and task allocation.
Key technologies for swarm intelligence and robotic collaboration: task allocation, collaborative control, and real-time communication
Compared to individual intelligence, the key technologies of swarm intelligence and robotic collaboration mainly revolve around "how to enable multiple individuals to form an efficient and orderly whole." The core is to handle three major challenges: task division, behavior coordination, and information sharing. Key technologies include:
1.Dynamic task allocation and scheduling: Individual intelligence only needs to "decide what to do", while collaborative systems break down complex tasks into sub-tasks and allocate them reasonably to each robot. At the same time, in response to task changes, the allocation solution should be continuously adjusted in uncertain environments (such as temporary addition or removal of tasks, robot failures), rather than a one-time static assignment.
2.Path planning and obstacle avoidance: When multiple robots work in the same space, path conflicts (such as collisions) or resource competition (such as competing for the same charging spot) are likely to occur. Cooperative control is necessary to ensure orderly behavior. Obstacle avoidance strategies use path planning algorithms to plan non-overlapping paths for each robot, or use time scheduling (such as having robots pass through narrow passages in sequence) to avoid conflicts. In industrial settings, "digital twin" technology will also be introduced to rehearse robot movements in a virtual environment, allowing for the early detection and resolution of conflicts.
3.Collaborative control: This includes motion synchronization control and force/torque collaborative control. Essentially, it aims to ensure that the position, velocity, force, and other parameters of multiple robots remain consistent according to preset rules when performing tasks, so as to achieve efficient collaboration. Collaborative control revolves around several core objectives, including time synchronization, trajectory synchronization, and force/torque synchronization, to ensure the accuracy and stability of collaboration.
4.Real-time communication: This is the foundation for efficient robotic collaboration. It is responsible for data transmission and interaction between devices and between devices and systems, including location information, task progress, and fault information.
Swarm intelligence and collaborative robot application: will be widely adopted across all industries
The application of swarm intelligence and robotic collaboration spans various industries, including warehousing and logistics, entertainment, industrial manufacturing, commercial consumer services, fire and rescue, security inspection, agriculture, and healthcare. Examples include intelligent sorting and warehousing in warehousing and logistics, drone art, robot stage performances, collaborative assembly in manufacturing, collaborative food delivery in large restaurants/hotels, and air-ground collaborative rescue.
Currently,the application of swarm intelligence and robotic collaboration in the field of intelligent warehousing and logistics is relatively mature, covering cargo loading/unloading/handling, cargo classification/sorting, collaborative handling of large items, stacking and warehousing, cross-warehouse scheduling, flexible production lines, and last-mile delivery. For example, the HaiQ Intelligent Warehouse Management Software Platform of Hai Robotics realizes "goods-to-person" picking through a variety of equipment such as bin robots, lurking autonomous mobile robots (AMRs), and intelligent forklift robots, and completes collaborative operations such as inbound and outbound, inventory, sorting, and handling.
The application of swarm intelligence and robotic collaboration in the field of drone art is maturing, with China leading the world in this field and repeatedly breaking Guinness World Records in terms of an increasing number of and scale of performances.
In September 2024, DAMODA broke two Guinness World Records in Shenzhen with 10,197 drones by controlling the most drones simultaneously with a single computer and forming the largest number of aerial patterns.
In April 2025, DAMODA set a new Guinness World Record for the most drones forming aerial patterns with a performance of 10,518 drones in Ho Chi Minh City, Vietnam. The light show celebrated the 50th anniversary of the Liberation of the South and National Reunification.
In June 2025, DAMODA set a Guinness World Record for the "Largest aerial image formed by multirotors/drones" with 11,787 drones in Chongqing.
In October 2025, Highgreat Technology successfully challenged two Guinness World Records at the 17th Liuyang Fireworks Culture Festival in Hunan Province. It broke the world record for "most drones simultaneously by a single computer" with 15,947 drones, and also broke the world record for "most fireworks launched by drones in the air" with 7,496 fireworks.
The application of swarm intelligence and robotic collaboration has shifted from "single-mode robotic collaboration" to "multimodal robotic collaboration" and from "structured scenarios" to "complex dynamic scenarios". In the future, with the support of 5G/6G communications, digital twins, brain-inspired computing and other technologies, swarm intelligence and robotic collaboration will empower all walks of life and facilitate deeper and larger-scale application. Unmanned factories, unmanned restaurants, and unmanned farms are coming soon, promoting changes in social production and lifestyles.