Kunne robotter beskytte os i brændingen?

Forestil dig, at der er en flok luftrobotter, der leder efter en fortabt vandrer. De skal dække et stort område af fjerntliggende buske, og en centralkommandør vil ikke arbejde, fordi de er så spredte.

Så, i stedet, robotterne arbejder sammen om at beregne den bedste måde at dække og afsøge dette store område præcist og hurtigt.

Dette scenarie 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 Dr. Arlie Chapman fra Melbourne School of Engineering.

Beskriver fokus for hendes forskning i mekatronisk teknik, Dr. Chapman siger "det er centreret om robotter til flere køretøjer, eller mange robotter, der arbejder sammen for at nå et fælles mål".

Mekatroniske ingeniører udforsker udviklingen inden for automatisering og fremstilling - blander flere ingeniørdiscipliner. Og det kan involvere at skabe smarte maskiner, der er opmærksomme på deres omgivelser og kan træffe selvstændige beslutninger.

Dr. Chapman arbejder specifikt inden for multi-køretøjer, eller sværm, robotteknologi.

Og hun sparker seriøse mål i STEM. I 2018, Dr. Chapman var modtager af et L'Oréal og UNESCO For Women in Science-stipendium, fejrer exceptionelle kvinders præstationer i STEM på tværs af forskellige karrierestadier.

Ved at bruge en kombination af mekanisk, el- og softwareteknik til at bygge robotterne, Dr. Chapman programmerer derefter køretøjerne ved hjælp af algoritmer til at reagere og tænke autonomt.

"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 olieudslip, miljøovervågning eller eftersøgning af overlevende fra et minekollaps, " siger Dr Chapman.

Ikke kun er der et element af 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 implementeringsfordelene. For én ting, der er den forbedrede dækningsevne og reducerede omkostninger.

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

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

I øjeblikket til redningsaktioner, en trænet livredder er nødvendig for at flyve UAV'en. Men ville det ikke være nemmere, hvis UAV'en kunne arbejde selvstændigt, som undgår at tage livredderen væk fra deres ekspertiseområde, mens du tilføjer endnu et par 'øjne', der ser svømmere i brændingen?

Men Australiens til tider dødbringende surf er blot én fare, der kan overvåges af Dr. Chapman og hendes kollegas forskning.

"I bush brandslukning operationer, autonome systemer kan arbejde sammen med mennesker. En flok luftfartøjer kunne støtte brandmændene ved at give kritiske oplysninger om de skiftende brandforhold.

"Når brandmænd bevæger sig med ildfronten, flokken kan bevæge sig i koncert, bedre positionere sig til at indsamle og videregive mere væsentlig information. Dette kaldes menneske-sværm interaktion, " siger Dr Chapman.

Selvom det kan lyde teknologisk skræmmende, Dr. Chapman siger, at en del af hendes job er at kommunikere "letforståelige løsninger på virkelig komplekse problemer". Og hun bruger den evne til at få fordelene tilbage til virkelige resultater, i brændingen, på gården og i vildmarken.

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

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

"Jeg har altid været meget matematikbaseret. Muligheden for at se noget optræde 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, " hun siger.

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

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

"Disse robotter kan give os pålidelige data, der øger vores viden om verden. Præcisionsvanding af afgrøder, for eksempel, kunne forsyne os med mere nøjagtige kort over jorderosion, afgrødesundhed og vandafstrømning, samtidig med at vandforbruget minimeres, " hun siger.

Så, robotter og mennesker arbejder sammen.

Denne sammenkobling er noget, Dr. Chapman siger, er en tendens, vi vil se stigende i fremtidens ingeniørkunst. Hvad enten det drejer sig om at bruge robotter til at forbedre effektiviteten af ​​koordinerede redningsaktioner i katastrofeoprettelse eller at forbedre indbyrdes forbundne transportnetværk, potentialet for multi-køretøjsrobotik til at hjælpe mennesker er ubegrænset.

"Vi håber en dag at skabe en robotsværm, der kan optræde og danse som en flok stære - alt igennem matematik og teknik."