Ingénieurs mécatroniques :Declan Burke, Dr Airlie Chapman, Dr Eric Schoof et James Kennedy. Crédit :Université de Melbourne
Imaginez qu'il y ait une volée de robots aériens à la recherche d'un randonneur égaré. Ils doivent couvrir une grande zone de brousse isolée et un commandant central ne fonctionnera pas parce qu'ils sont très dispersés.
Donc, au lieu, les robots travaillent en coopération pour calculer la meilleure façon de couvrir et de rechercher cette vaste zone avec précision et rapidité.
Ce scénario est moins Black Mirror qu'il n'y paraît, et plus sur la concentration sur des solutions pratiques pour les tâches difficiles à faire pour les humains, dit le Dr Arlie Chapman de la Melbourne School of Engineering.
Décrivant l'orientation de ses recherches en ingénierie mécatronique, Le Dr Chapman dit "il se concentre sur la robotique multi-véhicule, ou de nombreux robots travaillant ensemble pour atteindre un objectif commun".
Les ingénieurs mécatroniques explorent les développements de l'automatisation et de la fabrication, en mélangeant plusieurs disciplines de l'ingénierie. Et cela peut impliquer la création de machines intelligentes conscientes de leur environnement et capables de prendre des décisions autonomes.
Le Dr Chapman travaille spécifiquement dans le domaine du multi-véhicule, ou essaim, robotique.
Et elle atteint des objectifs sérieux en STEM. En 2018, Dr Chapman a été récipiendaire d'une bourse L'Oréal et UNESCO Pour les Femmes et la Science, célébrant les réalisations de femmes exceptionnelles en STIM à différentes étapes de leur carrière.
En utilisant une combinaison de mécanique, génie électrique et logiciel pour construire les robots, Le Dr Chapman programme ensuite les véhicules à l'aide d'algorithmes pour réagir et penser de manière autonome.
« Il y a des avantages à utiliser de nombreux petits véhicules aériens sans pilote (UAV) au lieu d'un grand, en particulier pour un travail comme le nettoyage d'un déversement de pétrole, surveillance environnementale ou recherche de survivants d'un effondrement minier, " dit le Dr Chapman.
Non seulement y a-t-il un élément de redondance avec des véhicules plus petits - perdre un petit UAV hors d'un groupe est moins un problème que de perdre un seul gros UAV - mais il y a aussi les avantages de la mise en œuvre. Pour une chose, il y a la capacité de couverture améliorée et les coûts réduits.
"Un essaim de petits robots bon marché, chacun avec peu de capacités, peut remplacer un robot coûteux et hautement performant, " elle dit.
En Australie, Les drones sont désormais utilisés pour la surveillance agricole ainsi que pour le surf et le sauvetage en mer, ce qui signifie que le travail est fait plus rapidement, ce qui est particulièrement important pour les applications urgentes.
Actuellement pour les opérations de sauvetage, un sauveteur qualifié est nécessaire pour piloter l'UAV. Mais ne serait-il pas plus facile si le drone pouvait fonctionner de manière autonome, ce qui évite d'éloigner la bouée de sauvetage de leur domaine d'expertise, tout en ajoutant une autre paire d'"yeux" observant les nageurs dans les vagues ?
Un essaim de petits robots bon marché, chacun avec peu de capacités, peut remplacer un robot coûteux. Crédit :Université de Melbourne
Mais les vagues parfois mortelles de l'Australie ne sont qu'un danger qui peut être surveillé par les recherches du Dr Chapman et de son collègue.
« Dans les opérations de lutte contre les feux de brousse, les systèmes autonomes peuvent fonctionner en conjonction avec les humains. Une volée de véhicules aériens pourrait aider les pompiers en fournissant des informations essentielles sur l'évolution des conditions d'incendie.
« Alors que les pompiers se déplacent avec le front de feu, le troupeau peut se déplacer de concert, mieux se positionner pour recueillir et relayer des informations plus significatives. C'est ce qu'on appelle l'interaction homme-essaim, " dit le Dr Chapman.
Bien que cela puisse sembler intimidant sur le plan technologique, Le Dr Chapman dit qu'une partie de son travail consiste à communiquer "des solutions faciles à comprendre à des problèmes vraiment complexes". Et elle utilise cette compétence pour ramener les bénéfices à des résultats concrets, dans les vagues, à la ferme et en pleine nature.
Le potentiel des travaux du Dr Chapman à avoir un impact sur de multiples industries est également considérable, y compris l'aérospatiale et la défense, infrastructures critiques et logistique, robotique agricole, et même l'automatisation dans l'exploitation minière. Et cela revient à son objectif d'éliminer l'élément humain de « terne, tâches sales et dangereuses".
Alors que ses recherches sont tournées vers l'avenir, L'inspiration du Dr Chapman vient aussi de la nature.
"J'ai toujours été très basé sur les mathématiques. L'opportunité de regarder quelque chose se produire et de danser sur vos mathématiques est très excitante. Vous pouvez regarder les essaims de poissons, ou une volée d'oiseaux et vous pouvez écrire la même équation pour les robots, " elle dit.
Mais le Dr Chapman dit qu'il existe également une opportunité croissante d'interaction et de collaboration homme-robot - combinant les forces pour résoudre les grands défis de la société.
"À l'avenir, Les drones deviendront plus discrets, agir en tant que collecteurs de données volumineuses, " dit le Dr Chapman. " Les petits véhicules seront un élément central ici, collecte silencieusement en temps réel, des informations à vol d'oiseau essentielles pour que les systèmes interconnectés fonctionnent bien dans l'ensemble."
« Ces robots pourraient nous fournir des données fiables qui accroissent notre connaissance du monde. Arrosage de précision des cultures, par exemple, pourrait nous fournir des cartes plus précises de l'érosion des terres, la santé des cultures et le ruissellement des eaux, tout en minimisant la consommation d'eau, " elle dit.
Donc, robots et humains travaillant ensemble.
Cette interconnectivité est quelque chose que le Dr Chapman dit est une tendance que nous verrons augmenter dans l'ingénierie du futur. Qu'il s'agisse d'utiliser des robots pour améliorer l'efficacité des sauvetages coordonnés en cas de catastrophe ou d'améliorer les réseaux de transport interconnectés, le potentiel de la robotique multi-véhicule pour aider les humains est illimité.
"Nous espérons créer un jour un essaim robotique capable de se produire et de danser comme une volée d'étourneaux - tout au long des mathématiques et de l'ingénierie."
