Naukowcy twierdzą, że w przyszłości roje robotów mogą nam pomóc w wykonywaniu zadań od poszukiwań i ratownictwa po rolnictwo.

Wyobraź sobie na przykład, że stado robotów powietrznych szuka zagubionego turysty. Muszą pokryć duży obszar odległych krzaków, a centralny dowódca nie zadziała, ponieważ są tak rozproszeni.

Zamiast tego roboty współpracują ze sobą, aby obliczyć najlepszy sposób dokładnego i szybkiego pokrycia i przeszukania tego dużego obszaru.

„Mamy nadzieję, że pewnego dnia stworzymy rój robotów, który może występować i tańczyć jak stado szpaków…”

Ten scenariusz jest mniejszy Czarne lustro niż się wydaje, a bardziej o skupieniu się na praktycznych rozwiązaniach dla prac trudnych do wykonania dla ludzi, mówi Airlie Chapman z Melbourne School of Engineering.

Opisując cel swoich badań w dziedzinie inżynierii mechatronicznej, Chapman mówi, że „koncentruje się na robotyce obejmującej wiele pojazdów lub wielu robotach pracujących razem, aby osiągnąć wspólny cel”.

Inżynierowie mechatroniki badają rozwój automatyzacji i produkcji, łącząc wiele dyscyplin inżynieryjnych. Może to obejmować tworzenie inteligentnych maszyn, które są świadome swojego otoczenia i mogą podejmować autonomiczne decyzje.

Chapman pracuje w szczególności w dziedzinie robotyki obejmującej wiele pojazdów lub roju. Wykorzystując kombinację inżynierii mechanicznej, elektrycznej i oprogramowania do budowy robotów, Chapman następnie programuje pojazdy za pomocą algorytmów, aby reagowały i myślały autonomicznie.

Wiele botów jest lepszych niż jeden

„Korzystanie z wielu mniejszych bezzałogowych statków powietrznych (UAV) zamiast jednego dużego przynosi korzyści, szczególnie w przypadku prac takich jak usuwanie wycieku ropy, monitorowanie środowiska lub poszukiwanie osób, które przeżyły zawalenie się kopalni”, mówi Chapman.

„Nazywa się to interakcją człowieka z rojem”.

Nie tylko istnieje element redundancji w przypadku mniejszych pojazdów – utrata jednego małego UAV z grupy jest mniejszym problemem niż utrata pojedynczego dużego UAV – ale są też korzyści z wdrożenia. Po pierwsze, istnieje ulepszony zasięg i obniżony koszt.

„Rój tanich małych robotów, z których każdy ma niewielkie możliwości, może zastąpić jednego kosztownego robota o dużych możliwościach” – mówi.

W Australii UAV są obecnie używane do monitorowania rolnictwa, a także do surfowania i ratownictwa w oceanie, co oznacza szybsze wykonywanie pracy, co jest szczególnie ważne w przypadku zastosowań, w których liczy się czas.

Obecnie w przypadku akcji ratowniczych wyszkolony ratownik musi pilotować UAV. Ale czy nie byłoby łatwiej, gdyby UAV mógł pracować autonomicznie, co pozwala uniknąć zabierania ratownika z ich obszaru specjalizacji, a jednocześnie dodaje kolejną parę „oczu” obserwujących pływaków w surfingu?

Ale czasami zabójcze fale w Australii to tylko jedno z zagrożeń, które Chapman i roboty jej kolegów mogą monitorować.

„W akcjach gaśniczych w buszu autonomiczne systemy mogą współpracować z ludźmi. Stado statków powietrznych mogłoby wesprzeć strażaków, dostarczając krytycznych informacji o zmieniających się warunkach pożarowych.

„Gdy strażacy poruszają się wraz z frontem pożaru, stado może poruszać się w porozumieniu, lepiej ustawiając się w celu zebrania i przekazania ważniejszych informacji. Nazywa się to interakcją człowieka z rojem” – mówi Chapman.

Rozwiązywanie problemów po prostu

Chociaż może to zabrzmieć technologicznie onieśmielająco, Chapman mówi, że częścią jej pracy jest przekazywanie „łatwych do zrozumienia rozwiązań naprawdę złożonych problemów”. I wykorzystuje tę umiejętność, by przynosić korzyści z powrotem do rzeczywistych wyników, w surfowaniu, na farmie iw dziczy.

Potencjał pracy Chapmana do wywarcia wpływu na wiele branż jest również dalekosiężny, w tym lotnictwo i obronność, infrastruktura krytyczna i logistyka, robotyka rolnicza, a nawet automatyzacja w górnictwie. I wraca do jej celu, jakim jest usunięcie elementu ludzkiego z „nudnych, brudnych i niebezpiecznych zadań”.

Podczas gdy jej badania wybiegają w przyszłość, Chapman inspiruje się również naturą.

„Zawsze opierałem się na matematyce. Możliwość oglądania czegoś, co gra i tańczy do twojej matematyki, jest bardzo ekscytująca. Możesz spojrzeć na rój ryb lub stado ptaków i napisać to samo równanie dla robotów” – mówi.

Ale Chapman mówi, że istnieje również coraz większa szansa na interakcję i współpracę człowieka z robotem – łączenie sił w celu rozwiązania wielkich wyzwań społecznych.

Łączenie się w zespoły

„W przyszłości UAV staną się mniej rzucające się w oczy, działając jako zbieracze dużych ilości danych” – mówi Chapman. „Mniejsze pojazdy będą tu kluczowym komponentem, po cichu gromadząc w czasie rzeczywistym informacje z lotu ptaka, które mają kluczowe znaczenie dla połączonych systemów, aby łącznie działały dobrze”.

„Te roboty mogą dostarczyć nam wiarygodnych danych, które zwiększą naszą wiedzę o świecie. Na przykład precyzyjne nawadnianie upraw może dostarczyć nam dokładniejszych map erozji gruntów, stanu upraw i spływu wody, jednocześnie minimalizując zużycie wody” – mówi.

Tak więc roboty i ludzie współpracują ze sobą.

Ta wzajemna łączność jest czymś, co Chapman mówi, że jest trendem, który będziemy obserwować w inżynierii przyszłości. Niezależnie od tego, czy chodzi o wykorzystanie robotów do poprawy skuteczności skoordynowanych akcji ratunkowych w przypadku katastrof, czy też o ulepszenie połączonych sieci transportowych, potencjał robotyki obsługującej wiele pojazdów w pomaganiu ludziom jest nieograniczony.

„Mamy nadzieję, że pewnego dnia stworzymy rój robotów, który będzie w stanie występować i tańczyć jak stado szpaków – przez całą matematykę i inżynierię”.

Źródło: Prue Gildea dla University of Melbourne

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon