يقول باحثون إن أسراب الروبوتات في المستقبل قد تساعدنا في أداء المهام من البحث والإنقاذ إلى الزراعة.
تخيل أن هناك قطيع من الروبوتات الهوائية تبحث عن متجول ضائع ، على سبيل المثال. يتعين عليهم تغطية مساحة كبيرة من الأدغال عن بعد ولن يعمل قائد مركزي لأنهم منتشرون.
لذا ، بدلاً من ذلك ، تعمل الروبوتات بشكل تعاوني لحساب أفضل طريقة لتغطية هذه المنطقة الكبيرة والبحث عنها بدقة وسرعة.
"نأمل أن نخلق يومًا سربًا آليًا يمكنه أن يرقص ويرقص مثل قطيع من الزرزور ..."
هذا السيناريو أقل أسود مرآة يقول إيرلي تشابمان من كلية ملبورن للهندسة أكثر مما يبدو ، والمزيد حول التركيز على الحلول العملية للوظائف التي يصعب على البشر القيام بها.
تصف تشابمان محور تركيز بحثها في هندسة الميكاترونيك "إنها تركز على الروبوتات متعددة المركبات ، أو العديد من الروبوتات تعمل معًا لتحقيق هدف مشترك".
يستكشف مهندسو الميكاترونيك التطورات في الأتمتة والتصنيع ، ويمزجون التخصصات الهندسية المتعددة. ويمكن أن تنطوي على إنشاء آلات ذكية تدرك محيطها ويمكن أن تتخذ قرارات مستقلة.
يعمل تشابمان على وجه التحديد في مجال الروبوتات متعددة المركبات ، أو السرب. باستخدام مزيج من الهندسة الميكانيكية والكهربائية وهندسة البرمجيات لبناء الروبوتات ، يقوم تشابمان بعد ذلك ببرمجة المركبات التي تستخدم الخوارزميات للتفاعل والتفكير بشكل مستقل.
العديد من السير أفضل من واحد
يقول تشابمان: "هناك فوائد لاستخدام العديد من المركبات الجوية الصغيرة غير المأهولة (UAVs) بدلاً من واحدة كبيرة ، لا سيما بالنسبة للعمل مثل تنظيف بقعة نفطية أو مراقبة بيئية أو البحث عن ناجين من انهيار منجم".
"هذا ما يسمى التفاعل بين الإنسان والسرب".
لا يوجد عنصر التكرار في المركبات الأصغر - فقدان طائرة بدون طيار صغيرة واحدة من مجموعة مشكلة أقل من فقدان طائرة بدون طيار واحدة كبيرة - ولكن هناك أيضًا مزايا التنفيذ. لسبب واحد ، هناك قدرة التغطية المحسنة والتكلفة المنخفضة.
وتقول: "يمكن لسرب من الروبوتات الصغيرة الرخيصة ، كل منها ذات قدرة قليلة ، أن يحل محل روبوت مكلف بدرجة عالية".
في أستراليا ، تُستخدم الطائرات بدون طيار الآن في المراقبة الزراعية وكذلك للتصفح والإنقاذ في المحيط ، مما يعني إنجاز المهمة بشكل أسرع ، وهو أمر مهم بشكل خاص للتطبيقات الحساسة للوقت.
حاليًا ، بالنسبة لعمليات الإنقاذ ، يحتاج المنقذ المدرب إلى الطيران بدون طيار. لكن ألا يكون من الأسهل أن تعمل الطائرات بدون طيار بشكل مستقل ، مما يتجنب أخذ المنقذ بعيدًا عن مجال خبرتهم ، مع إضافة زوج آخر من "العيون" يراقب السباحين في الأمواج؟
لكن تصفح أستراليا القاتل في بعض الأحيان هو مجرد خطر واحد يمكن لروبوتات تشابمان وزملائها رصده.
"في عمليات مكافحة حرائق الغابات ، يمكن للأنظمة الذاتية العمل بالتزامن مع البشر. قطيع من المركبات الجوية يمكن أن تدعم رجال الاطفاء من خلال توفير معلومات مهمة عن ظروف الحريق المتغيرة.
"بينما يتحرك رجال الإطفاء مع جبهة النار ، يمكن للقطيع أن يتحرك في حفلة موسيقية ، مما يجعله أفضل مكانًا له لجمع ونقل معلومات أكثر أهمية. هذا ما يسمى التفاعل بين الإنسان والسرب "، كما يقول تشابمان.
حل المشاكل ببساطة
على الرغم من أن هذا قد يبدو مخيفًا من الناحية التكنولوجية ، إلا أن تشابمان تقول إن جزءًا من وظيفتها هو توصيل "حلول سهلة الفهم للمشاكل المعقدة حقًا." وهي تستخدم هذه المهارة لدفع الاستفادة من نتائج العالم الحقيقي ، في الأمواج ، في المزرعة ، و في البرية.
إن إمكانية تأثير تشابمان على العديد من الصناعات هي أيضًا بعيدة المدى ، بما في ذلك الفضاء والدفاع ، والبنية التحتية الحيوية واللوجستيات ، والروبوتات الزراعية ، وحتى التشغيل الآلي في مجال التعدين. ويعود إلى هدفها المتمثل في إزالة العنصر البشري من "المهام المملة والقذرة والخطرة".
بينما تتطلع أبحاثها إلى المستقبل ، فإن إلهام شابمان يأتي أيضًا من الطبيعة.
لقد كنت دائمًا على أساس الرياضيات. فرصة مشاهدة شيء ما والرقص على الرياضيات مثيرة للغاية. تقول: "يمكنك أن تنظر إلى تجمع الأسماك أو قطيع من الطيور ويمكنك كتابة المعادلة نفسها للروبوتات".
لكن تشابمان يقول إن هناك أيضًا فرصة متزايدة للتفاعل والتعاون بين الإنسان والآلة — يجمع بين القوى لحل التحديات الكبرى للمجتمع.
كفريق
يقول تشابمان: "في المستقبل ، ستصبح الطائرات بدون طيار أكثر وضوحًا ، حيث تعمل كمجمع بيانات كبير". "ستكون المركبات الأصغر عنصرًا أساسيًا هنا ، حيث تجمع بهدوء معلومات عن عين الطير في الوقت الفعلي والتي تعتبر ضرورية للأنظمة المترابطة حتى تعمل بشكل جيد بشكل إجمالي".
"يمكن أن توفر لنا هذه الروبوتات بيانات موثوقة تزيد من معرفتنا بالعالم. وتقول إن الري الدقيق للمحاصيل ، على سبيل المثال ، يمكن أن يزودنا بخرائط أكثر دقة لتآكل التربة وصحة المحاصيل ونفاد المياه ، مع تقليل استخدام المياه إلى الحد الأدنى.
لذلك ، الروبوتات والبشر يعملون معا.
هذا الترابط هو شيء يقول تشابمان إنه اتجاه سنرى زيادة في هندسة المستقبل. سواء كان يستخدم الروبوتات لتحسين كفاءة عمليات الإنقاذ المنسقة في التعافي من الكوارث أو تحسين شبكات النقل المترابطة ، فإن إمكانات الروبوتات متعددة المركبات لمساعدة البشر غير محدودة.
"نأمل أن ننشئ يومًا ما سربًا آليًا يمكن أن يؤدي ويرقص مثل قطيع من الزرزور - كل ذلك من خلال الرياضيات والهندسة."
المصدر: Prue Gildea لـ جامعة ملبورن
كُتبٌ ذاتُ صِلَةٍ
at سوق InnerSelf و Amazon
