In futuro, sciami di robot potrebbero aiutarci a svolgere compiti di ricerca e salvataggio in agricoltura, affermano i ricercatori.

Immagina che ci sia uno stormo di robot aerei alla ricerca di un escursionista perduto, ad esempio. Devono coprire una vasta area di remote bush e un comandante centrale non funzionerà perché sono così distanti.

Così, invece, i robot lavorano in modo cooperativo per calcolare il modo migliore per coprire e cercare questa vasta area in modo accurato e rapido.

"Speriamo di poter creare un giorno uno sciame robotico in grado di esibirsi e ballare come uno stormo di storni ..."

Questo scenario è meno Black Mirror Di quanto sembri, e altro ancora sulla messa a fuoco di soluzioni pratiche per lavori difficili per gli umani, afferma Airlie Chapman della Melbourne School of Engineering.

Descrivendo il fulcro della sua ricerca in ingegneria meccatronica, Chapman afferma che "si concentra sulla robotica multi-veicolo, o su molti robot che lavorano insieme per raggiungere un obiettivo comune".

Gli ingegneri meccatronici esplorano gli sviluppi dell'automazione e della produzione, fondendo più discipline ingegneristiche. E può coinvolgere la creazione di macchine intelligenti che sono consapevoli di ciò che li circonda e possono prendere decisioni autonome.

Chapman lavora specificamente nel campo della robotica multi-veicolo o sciami. Utilizzando una combinazione di ingegneria meccanica, elettrica e software per costruire i robot, Chapman quindi programma i veicoli utilizzando algoritmi per reagire e pensare autonomamente.

Molti robot sono meglio di uno

"Ci sono benefici nell'usare molti piccoli velivoli senza pilota (UAV) al posto di uno di grandi dimensioni, in particolare per lavori come la pulizia di fuoriuscite di petrolio, il monitoraggio ambientale o la ricerca di sopravvissuti al collasso di una miniera", afferma Chapman.

"Questo si chiama interazione sciame umano."

Non solo c'è l'elemento della ridondanza con i veicoli più piccoli: perdere un piccolo UAV da un gruppo è meno un problema che perdere un singolo UAV di grandi dimensioni, ma ci sono anche i vantaggi dell'implementazione. Per prima cosa, c'è una maggiore capacità di copertura e costi ridotti.

"Uno sciame di piccoli robot economici, ciascuno con poche capacità, può sostituire un costoso robot altamente capace", dice.

In Australia, gli UAV sono ora utilizzati per il monitoraggio agricolo e per il surf e il salvataggio nell'oceano, il che significa svolgere il lavoro più velocemente, aspetto particolarmente importante per le applicazioni sensibili al fattore tempo.

Attualmente, per le operazioni di soccorso, un soccorritore addestrato deve far volare l'UAV. Ma non sarebbe più facile se l'UAV potesse lavorare autonomamente, il che evita di allontanare il lifesaver dalla propria area di competenza, aggiungendo un altro paio di "occhi" che guardano i nuotatori nel surf?

Ma il surf a volte mortale in Australia è solo un pericolo che Chapman ei suoi colleghi potrebbero monitorare.

"Nelle operazioni di estinzione di incendi boschivi, i sistemi autonomi possono funzionare in congiunzione con gli esseri umani. Uno stormo di veicoli aerei potrebbe supportare i vigili del fuoco fornendo informazioni critiche sulle mutevoli condizioni d'incendio.

"Mentre i vigili del fuoco si muovono con il fronte del fuoco, il gregge può muoversi di concerto, posizionandosi meglio per raccogliere e trasmettere informazioni più significative. Si chiama interazione uomo-sciame ", dice Chapman.

Risolvere semplicemente i problemi

Anche se può sembrare tecnologicamente intimidatorio, Chapman dice che parte del suo lavoro è comunicare "soluzioni facilmente comprensibili a problemi veramente complessi." E sta usando quell'abilità per riportare i benefici nei risultati del mondo reale, nel surf, nella fattoria, e nel deserto.

Il potenziale per l'impatto del lavoro di Chapman in più settori è anche di vasta portata, tra cui aerospaziale e difesa, infrastrutture critiche e logistica, robotica agricola e persino automazione nel settore minerario. E torna al suo obiettivo di rimuovere l'elemento umano da "compiti noiosi, sporchi e pericolosi".

Mentre la sua ricerca guarda al futuro, l'ispirazione di Chapman proviene anche dalla natura.

"Sono sempre stato molto basato sulla matematica. L'opportunità di guardare qualcosa esibirsi e ballare sulla tua matematica è molto eccitante. Puoi guardare il pesce che brulica o uno stormo di uccelli e puoi scrivere la stessa equazione per i robot ", dice.

Ma Chapman dice che c'è anche una crescente opportunità per l'interazione uomo-robot e la collaborazione, combinando le forze per risolvere le grandi sfide della società.

Fare squadra

"In futuro, gli UAV diventeranno più inconsistenti, agendo da grandi collezionisti di dati", afferma Chapman. "I veicoli più piccoli saranno un componente fondamentale qui, in grado di raccogliere in silenzio informazioni in tempo reale, fondamentali per i sistemi interconnessi, in modo da ottenere buoni risultati aggregati".

"Questi robot potrebbero fornirci dati affidabili che aumentano la nostra conoscenza del mondo. L'irrigazione di precisione delle colture, ad esempio, potrebbe fornirci mappe più accurate dell'erosione del suolo, della salute delle colture e del deflusso delle acque, riducendo al contempo anche l'utilizzo di acqua ", afferma.

Quindi, robot e umani lavorano insieme.

Questa interconnettività è qualcosa che Chapman dice è una tendenza che vedremo aumentare nella progettazione del futuro. Sia che si tratti di utilizzare i robot per migliorare l'efficienza dei soccorsi coordinati nel disaster recovery o di migliorare le reti di trasporto interconnesse, il potenziale della robotica multi-veicolo per aiutare gli esseri umani è illimitato.

"Speriamo di creare un giorno uno sciame robotico in grado di esibirsi e ballare come uno stormo di storni, tutto attraverso la matematica e l'ingegneria".

Fonte: Prue Gildea per Università di Melbourne

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