I fremtiden kan sværme af robotter hjælpe os med at udføre opgaver fra søgning og redning til landbrug, siger forskere.

Forestil dig, at der f.eks. Er en flok luftrobotter, der søger efter en mistet vandrere. De skal dække et stort område af fjerntliggende busk, og en central kommandør fungerer ikke, fordi de er så spredte.

Så i stedet arbejder robotterne sammen for at beregne den bedste måde at dække og søge på dette store område præcist og hurtigt.

"Vi håber, at vi en dag kan skabe en robotsværm, der kan optræde og danse som en flok stær ..."

Dette scenario er mindre Black Mirror end det lyder, og mere om at fokusere på praktiske løsninger til job, der er vanskelige for mennesker at udføre, siger Airlie Chapman fra Melbourne School of Engineering.

Chapman beskriver fokus for sin forskning inden for mekatronisk teknik og siger "det handler om robotkørsel med flere køretøjer eller mange robotter, der arbejder sammen om at nå et fælles mål".

Mekatroniske ingeniører undersøger udviklingen inden for automatisering og fremstilling - blanding af flere tekniske discipliner. Og det kan involvere oprettelse af smarte maskiner, der er opmærksomme på deres omgivelser og kan træffe autonome beslutninger.

Chapman arbejder specifikt inden for robotteknologi med flere køretøjer eller sværme. Ved hjælp af en kombination af mekanisk, elektrisk og softwareteknik til at bygge robotterne programmerer Chapman derefter køretøjerne ved hjælp af algoritmer til at reagere og tænke autonomt.

Mange bots er bedre end en

”Der er fordele ved at bruge mange mindre ubemandede luftfartøjer (UAV'er) i stedet for en stor, især til job som at rydde op i et oliespild, miljøovervågning eller søge efter overlevende fra et minesammenbrud,” siger Chapman.

"Dette kaldes interaktion mellem menneske og sværm."

Ikke kun er der elementet i redundans med mindre køretøjer - at miste en lille UAV ud af en gruppe er mindre et problem end at miste en enkelt stor UAV - men der er også fordelene ved implementeringen. For det første er der den forbedrede dækningsevne og reducerede omkostninger.

”En sværm af billige små robotter, hver med ringe kapacitet, kan erstatte en dyr, dygtig robot,” siger hun.

I Australien bruges UAV'er nu til landbrugsovervågning såvel som til surf og redning i havet, hvilket betyder at få jobbet gjort hurtigere, hvilket er særligt vigtigt for tidsfølsomme applikationer.

I øjeblikket skal en uddannet livredder til redningsoperationer flyve UAV. Men ville det ikke være lettere, hvis UAV kunne arbejde selvstændigt, hvilket undgår at tage livredderen væk fra deres ekspertiseområde, mens man tilføjer endnu et par "øjne", der ser svømmere i surfen?

Men Australiens undertiden dødbringende surf er kun en fare, som Chapman og hendes kollegers robotter kunne overvåge.

”I buskebekæmpelsesoperationer kan autonome systemer arbejde sammen med mennesker. En flok luftfartøjer kunne støtte brandmænd ved at give kritisk information om de skiftende brandforhold.

”Når brandmænd bevæger sig med ildfronten, kan flokken bevæge sig i fællesskab og bedre positionere sig til at indsamle og videreformidle mere vigtig information. Dette kaldes interaktion mellem menneske og sværm, ”siger Chapman.

Løsning af problemer simpelthen

Selvom det måske lyder teknisk skræmmende, siger Chapman, at en del af hendes job er at kommunikere "let forståelige løsninger på virkelig komplekse problemer." Og hun bruger denne færdighed til at køre fordele tilbage til virkelige resultater i surfen, på gården og i ørkenen.

Potentialet for Chapmans arbejde med at påvirke på tværs af flere industrier er også vidtrækkende, herunder luftfart og forsvar, kritisk infrastruktur og logistik, landbrugsrobotik og endda automatisering i minedrift. Og det går tilbage til hendes mål at fjerne det menneskelige element fra "kedelige, beskidte og farlige opgaver."

Mens hendes forskning ser på fremtiden, kommer Chapmans inspiration også fra naturen.

”Jeg har altid været meget matematisk baseret. Muligheden for at se noget udføre og danse til din matematik er meget spændende. Du kan se på fisk, der sværmer eller en flok fugle, og du kan skrive den samme ligning for robotter, ”siger hun.

Men Chapman siger, at der også er en stigende mulighed for interaktion og samarbejde mellem menneske og robot - at kombinere kræfter for at løse samfundets store udfordringer.

Hold sammen

"I fremtiden vil UAV'er blive mere iøjnefaldende og fungere som store dataindsamlere," siger Chapman. "Mindre køretøjer vil være en kernekomponent her og stille og roligt indsamle information i realtid, fugleperspektiv, der er kritisk for sammenkoblede systemer til at fungere godt samlet."

”Disse robotter kunne give os pålidelige data, der øger vores kendskab til verden. Præcis vanding af afgrøder kan for eksempel give os mere nøjagtige kort over jorderosion, afgrødesundhed og vandafstrømning, samtidig med at vandforbruget minimeres, ”siger hun.

Så robotter og mennesker arbejder sammen.

Denne sammenkobling er noget, som Chapman siger, er en tendens, vi vil se stigende i fremtidens teknik. Uanset om det er ved at bruge robotter til at forbedre effektiviteten af ​​koordinerede redninger i katastrofegendannelse eller forbedre sammenkoblede transportnetværk, er potentialet for multikøretøjsrobotik til at hjælpe mennesker ubegrænset.

"Vi håber, at vi en dag kan skabe en robotsværm, der kan udføre og danse som en flok stær - alt sammen gennem matematik og teknik."

Kilde: Prue Gildea for University of Melbourne

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon