Stel jou voor dat daar 'n kudde lugbotse is wat op soek is na 'n verlore wandelaar. Hulle moet 'n groot gebied van afgeleë bos bedek en 'n sentrale bevelvoerder sal nie werk nie, want hulle is so versprei.
So, in plaas daarvan, werk die robots saam om die beste manier om hierdie groot area akkuraat en vinnig te dek, te bereken.
"Ons hoop om eendag 'n robotwurm te skep wat kan optree en dans soos 'n kudde spreeu ..."
Hierdie scenario is minder Swart Spieël as dit klink, en meer oor die fokus op praktiese oplossings vir werk wat moeilik is vir mense om te doen, sê Airlie Chapman van die Melbourne School of Engineering.
Chapman sê die fokus van haar navorsing in megatroniese ingenieurswese word beskryf, "sê hy. Dit fokus op multi-voertuig robotika, of baie robots werk saam om 'n gemeenskaplike doel te bereik."
Megatroniese ingenieurs verken ontwikkelings in outomatisering en vervaardiging-vermenging van verskeie dissiplines van ingenieurswese. En dit kan behels dat jy slim masjiene skep wat bewus is van hul omgewing en kan outonome besluite neem.
Chapman werk spesifiek op die gebied van multi-voertuig, of swerm, robotika. Met behulp van 'n kombinasie van meganiese, elektriese en sagteware-ingenieurswese om die robotte te bou, programmeer Chapman dan die voertuie deur algoritmes te gebruik om selfstandig te reageer en te dink.
Baie bots is beter as een
"Daar is voordele vir die gebruik van baie kleiner onbemande vliegtuie (UAV's) in die plek van een groot een, veral vir werk soos die skoonmaak van 'n oliestorting, omgewingsmonitering, of op soek na oorlewendes van 'n myninval," sê Chapman.
"Dit word mens-swarm-interaksie genoem."
Nie net is daar die element van ontslag met kleiner voertuie, maar die verlies van een klein UAV uit 'n groep is minder as 'n enkele groot UAV-verlies, maar ook die implementeringsvoordele. Vir een ding, daar is die verbeterde dekking vermoë en verminderde koste.
"'N Swerm goedkoop klein robotte, elk met min vermoëns, kan een kostelike hoogs bekwame robot vervang," sê sy.
In Australië word UAV's nou gebruik vir landboumonitering sowel as vir navigeer en redding in die see, wat beteken dat die werk vinniger gedoen word, wat veral belangrik is vir tydgevoelige toepassings.
Tans moet 'n opgeleide lewensredder vir die reddingsoperasies die UAV vlieg. Maar sou dit nie makliker wees as die UAV selfstandig kan werk nie, wat vermy om die lewensredder weg te neem van hul kundigheidsveld, terwyl nog 'n paar "oë" by swemmers in die branding gevoeg word?
Maar Australië se soms dodelike branding is net een gevaar wat Chapman en haar kollegas se robots kan monitor.
"In bosbrandbestrydingsoperasies kan outonome stelsels in samewerking met mense werk. 'N Kudde lugvaartuie kan brandweermanne ondersteun deur kritieke inligting oor die veranderende brandtoestande te verskaf.
"Soos brandweermanne met die vuurfront beweeg, kan die kudde in konsert beweeg, hulself beter posisioneer om meer betekenisvolle inligting in te samel. Dit word mens-swarm-interaksie genoem, "sê Chapman.
Los probleme eenvoudig op
Alhoewel dit moontlik tegnologies geïntimideer kan wees, sê Chapman dat dit deel van haar werk is om "maklik oplossings vir baie komplekse probleme te kommunikeer." En sy gebruik die vaardigheid om voordeel te trek in die werklike uitkomste, in die branding, op die plaas, en in die woestyn.
Die potensiaal vir Chapman se werk om oor verskeie bedrywe te impakteer, is ook verreikend, insluitende lugvaart en verdediging, kritiese infrastruktuur en logistiek, landbou-robotika, en selfs outomatisering in mynbou. En dit gaan terug na haar doel om die menslike element van "dowwe, vuil en gevaarlike take te verwyder."
Terwyl haar navorsing na die toekoms kyk, kom Chapman se inspirasie ook van die natuur af.
"Ek was nog altyd baie wiskunde gebaseer. Die geleentheid om iets te sien en te dans vir jou wiskunde, is baie opwindend. Jy kan kyk na die swerm van die visse, of 'n trop voëls en jy kan dieselfde vergelyking vir robotte skryf, "sê sy.
Maar Chapman sê daar is ook 'n toenemende geleentheid vir mens-robot-interaksie en samewerking, wat kragte kombineer om die groot uitdagings van die samelewing op te los.
"In die toekoms sal UAVs meer onopvallend word, wat as groot versamelaars optree," sê Chapman. "Kleiner voertuie sal hierby 'n kernkomponent wees, en dit sal die reëlmatige insameling van real-time, voëlagtige inligting krities vir die onderling gekoppelde stelsels vergroot.
"Hierdie robots kan ons betroubare data verskaf wat ons kennis van die wêreld verhoog. Presiese besproeiing van gewasse kan ons byvoorbeeld voorsien van meer akkurate kaarte van erosie, gewasgesondheid en waterafloop, terwyl ons ook waterverbruik verminder, "sê sy.
Dus, robots en mense werk saam.
Hierdie interkonneksiwiteit is iets wat Chapman sê, is 'n tendens wat ons sal sien toenemend in die ingenieurswese van die toekoms. Of dit nou robotte is om die doeltreffendheid van gekoördineerde reddings in rampherstel te verbeter of om onderlinge verbindingsnetwerke te verbeter, is die potensiaal vir multi-voertuig robotika om mense te help, onbeperk.
"Ons hoop om eendag 'n robotwurm te skep wat kan optree en dans soos 'n kudde spreeuels - alles deur wiskunde en ingenieurswese."