In de toekomst kunnen zwermen robots ons helpen bij het uitvoeren van taken van zoeken en redden naar de landbouw, zeggen onderzoekers.

Stel je voor dat er een zwerm luchtrobots op zoek is naar een verloren wandelaar, bijvoorbeeld. Ze moeten een groot gebied afgelegen bush bedekken en een centrale commandant zal niet werken omdat ze zo verspreid zijn.

In plaats daarvan werken de robots samen om de beste manier te berekenen om dit grote gebied nauwkeurig en snel te bestrijken en te doorzoeken.

"We hopen op een dag een robotzwerm te maken die kan presteren en dansen als een zwerm spreeuwen ..."

Dit scenario is minder Zwarte spiegel dan het klinkt, en meer over focussen op praktische oplossingen voor banen die moeilijk zijn voor mensen om te doen, zegt Airlie Chapman van de Melbourne School of Engineering.

Chapman beschrijft de focus van haar onderzoek in mechatronische engineering en zegt: "het draait om robotica met meerdere voertuigen, of veel robots die samenwerken om een ​​gemeenschappelijk doel te bereiken".

Mechatronische ingenieurs onderzoeken ontwikkelingen in automatisering en productie-vermenging van meerdere technische disciplines. En het kan gaan om het creëren van slimme machines die zich bewust zijn van hun omgeving en autonome beslissingen kunnen nemen.

Chapman werkt specifiek op het gebied van multi-voertuigen, of zwerm, robotica. Met behulp van een combinatie van mechanische, elektrische en software-engineering om de robots te bouwen, programmeert Chapman vervolgens de voertuigen met behulp van algoritmen om zelfstandig te reageren en te denken.

Veel bots zijn beter dan één

"Er zijn voordelen aan het gebruik van veel kleinere onbemande vliegtuigen (UAV's) in plaats van één grote, met name voor het schoonmaken van een olieramp, milieumonitoring of het zoeken naar overlevenden van een instorting van de mijn", zegt Chapman.

"Dit wordt interactie tussen mens en zwerm genoemd."

Niet alleen is er het element van redundantie met kleinere voertuigen - het kwijtraken van één kleine UAV uit een groep is minder een probleem dan het verlies van één grote UAV, maar er zijn ook de voordelen van de implementatie. Om te beginnen is er de verbeterde dekking en lagere kosten.

"Een zwerm goedkope kleine robots, elk met weinig mogelijkheden, kan een dure, uiterst capabele robot vervangen", zegt ze.

In Australië worden UAV's nu gebruikt voor landbouwmonitoring en voor surfen en redding in de oceaan, wat betekent dat de klus sneller klopt, wat vooral belangrijk is voor tijdgevoelige toepassingen.

Momenteel moet voor reddingsoperaties een getrainde lifesaver met de UAV vliegen. Maar zou het niet eenvoudiger zijn als de UAV autonoom zou kunnen werken, waardoor wordt voorkomen dat de reddingswerker weggaat van zijn expertisegebied, terwijl er nog een paar "ogen" toekomen aan het kijken naar zwemmers in de branding?

Maar de soms dodelijke branding van Australië is slechts één gevaar dat de robots van Chapman en haar collega's konden controleren.

"Bij bosbranden kunnen autonome systemen samenwerken met mensen. Een vlucht luchtvoertuigen kan brandweerlieden ondersteunen door essentiële informatie te verstrekken over de veranderende brandomstandigheden.

"Terwijl brandweermannen met het vuurfront meebewegen, kan de kudde in overleg bewegen, waardoor ze beter kunnen positioneren om meer belangrijke informatie te verzamelen en door te geven. Dit wordt interactie tussen mens en zwerm genoemd ", zegt Chapman.

Eenvoudig problemen oplossen

Hoewel het technologisch intimiderend kan klinken, zegt Chapman dat het een deel van haar taak is om "gemakkelijk te begrijpen oplossingen voor echt complexe problemen te communiceren." En ze gebruikt die vaardigheid om het voordeel terug te brengen naar real-world resultaten, in de branding, op de boerderij en in de wildernis.

Het potentieel voor Chapman's werk om invloed uit te oefenen op meerdere industrieën is ook verreikend, inclusief ruimtevaart en defensie, kritieke infrastructuur en logistiek, landbouwrobotica en zelfs automatisering in de mijnbouw. En het gaat terug naar haar doel om het menselijke element te verwijderen van "saaie, vuile en gevaarlijke taken."

Terwijl haar onderzoek naar de toekomst kijkt, komt de inspiratie van Chapman ook uit de natuur.

"Ik ben altijd erg wiskundig gebaseerd geweest. De mogelijkheid om iets te zien dat presteert en danst op je wiskunde is heel opwindend. Je kunt naar vissen zwermen of een zwerm vogels zien en je kunt dezelfde vergelijking schrijven voor robots, "zegt ze.

Maar Chapman zegt dat er ook een toenemende kans is voor interactie tussen mens en robot en samenwerking - het combineren van krachten om de grote uitdagingen van de samenleving op te lossen.

Een team vormen

"In de toekomst zullen UAV's onopvallender worden en optreden als big data-verzamelaars", zegt Chapman. "Kleinere voertuigen zullen hier een kerncomponent zijn, stil verzamelen van real-time, bird's eye-informatie van cruciaal belang voor onderling verbonden systemen om goed te presteren in totaal."

"Deze robots zouden ons betrouwbare gegevens kunnen verschaffen die onze kennis van de wereld vergroten. Precisiewatergeven van gewassen kan ons bijvoorbeeld voorzien van meer nauwkeurige kaarten van landerosie, gewasgezondheid en afvloeiing van water, terwijl ook het watergebruik wordt geminimaliseerd, "zegt ze.

Dus, robots en mensen werken samen.

Deze interconnectiviteit is iets wat volgens Chapman een trend is die we in de engineering van de toekomst zullen zien toenemen. Of het nu gaat om het gebruik van robots om de efficiëntie van gecoördineerde reddingsacties bij noodherstel te verbeteren of om onderling verbonden transportnetwerken te verbeteren, het potentieel voor robotica van meerdere voertuigen om mensen te helpen is onbeperkt.

"We hopen op een dag een robotzwerm te creëren die kan presteren en dansen als een zwerm spreeuwen, allemaal via wiskunde en techniek."

Bron: Prue Gildea voor Universiteit van Melbourne

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon