研究者によると、将来的にはロボットの群れが、捜索救助から農業まで、さまざまな作業を支援するようになる可能性があります。
たとえば、行方不明のハイカーを捜索する空中ロボットの群れを想像してみてください。ロボットは人里離れた茂みの広い範囲をカバーする必要がありますが、散らばりすぎているため、中央の指令役を置いても機能しません。
そのため代わりに、ロボットが協調して動き、この広大な範囲を正確かつ迅速にカバーし、捜索するための最適な方法を算出します。
「いつの日か、ムクドリの群れのように舞い踊ることのできるロボットの群れを作り出したいと考えています……」
このシナリオは、Black Mirrorほど不気味なものではなく、人間にとって困難な作業に対する実用的な解決策に重点を置いたものだ、とメルボルン工科大学工学部のアーリー・チャップマン氏は述べています。
メカトロニクス工学における研究の焦点について、チャップマン氏は「マルチビークル・ロボティクス、つまり複数のロボットが共通の目標を達成するために協働することに焦点を当てています」と述べています。
メカトロニクス技術者は、複数の工学分野を融合させながら、自動化と製造業の発展を探求します。また、周囲の状況を認識し、自律的に判断できるスマートマシンの開発に関わることもあります。
チャップマン氏は、マルチビークル（群ロボット）ロボティクスの分野に特化して研究しています。機械工学、電気工学、ソフトウェア工学を組み合わせてロボットを製作し、さらにアルゴリズムを用いて車両をプログラムし、自律的に反応・判断させています。
ロボットは一台より複数台のほうが優れている
「一台の大型無人航空機の代わりに、複数の小型無人航空機（UAV）を使用することには利点があります。特に、石油流出の除去、環境モニタリング、鉱山崩落による生存者の捜索といった作業において有効です」とチャップマン氏は述べています。
「これは人間とスウォーム（群れ）の相互作用と呼ばれています」
小型機には冗長性という要素もあります。グループの中から小型UAVを一機失っても、大型UAVを一機失うよりも問題は小さくなります。さらに導入面での利点もあります。まず、カバー能力の向上とコスト削減が挙げられます。
「それぞれの能力は低くても、安価な小型ロボットの群れは、高性能で高価なロボット一台に取って代わることができます」と同氏は述べています。
オーストラリアでは現在、UAVが農業モニタリングや海での遊泳者の監視・救助に使用されています。これにより作業をより迅速に完了でき、時間的制約のある用途では特に重要です。
現在、救助活動では、訓練を受けたライフセーバーがUAVを操縦する必要があります。しかし、UAVが自律的に作業できれば便利ではないでしょうか。そうすればライフセーバーを専門分野から離れさせる必要がなくなり、さらに波の中の遊泳者を見守る「目」が一つ増えることになります。
しかし、オーストラリアの時に命を脅かす波は、チャップマン氏と同僚のロボットが監視できる危険のほんの一つにすぎません。
「山火事の消火活動では、自律システムが人間と連携して作業することができます。空中ビークルの群れが、刻々と変化する火災の状況に関する重要な情報を提供することで、消防士を支援できる可能性があります。
「消防士が火線とともに移動する際、群れは足並みをそろえて移動し、より重要な情報を収集・中継できる位置に自らを配置することができます。これは人間とスウォーム（群れ）の相互作用と呼ばれています」とチャップマン氏は述べています。
問題をシンプルに解決する
技術的には恐ろしく聞こえるかもしれませんが、チャップマン氏は、自身の仕事の一部は「非常に複雑な問題に対する、容易に理解できる解決策」を伝えることだと述べています。そして同氏は、その技術を活かして、波の中、農場、そして荒野といった現実世界での成果に利益をもたらしています。
チャップマン氏の研究が複数の産業に影響を与える可能性も広範囲に及びます。航空宇宙・防衛、重要インフラ・物流、農業ロボティクス、さらには鉱業における自動化も含まれます。また、これは「退屈で、汚く、危険な作業」から人間の要素を取り除くという同氏の目標にもつながっています。
チャップマン氏の研究は未来を見据えたものですが、同氏のインスピレーションは自然からも得られています。
「私は常に数学をベースにしてきました。数学に基づいて何かが舞い踊るのを見ることができるのは、非常にわくわくすることです。魚の群れや鳥の群れを観察すれば、ロボットにも同じ方程式を書くことができるのです」と同氏は述べています。
しかしチャップマン氏は、人間とロボットの相互作用や協働、つまり社会の大きな課題を解決するために力を合わせる機会も増えていると述べています。
協力し合う
「将来、UAVはより目立たず、ビッグデータの収集者として機能するようになるでしょう」とチャップマン氏は述べています。「小型のビークルがここで中核的な役割を果たし、相互接続されたシステムが全体として適切に機能するために不可欠な、リアルタイムの俯瞰情報を静かに収集するでしょう」。
「こうしたロボットは、私たちの世界に対する知識を深める信頼性の高いデータを提供できます。例えば、作物への精密な散水は、土地の浸食、作物の健康状態、水の流出に関するより正確な地図を提供すると同時に、水の使用量を最小限に抑えることができます」と同氏は述べています。
つまり、ロボットと人間が協力し合うということです。
このような相互接続性は、将来の工学においてますます拡大していく傾向であるとチャップマン氏は述べています。災害復旧における協調的な救助活動の効率化にロボットを活用することでも、相互接続された交通ネットワークの改善でも、人間を支援するマルチビークル・ロボティクスの可能性は無限です。
「いつの日か、ムクドリの群れのように舞い踊るロボットの群れを作り出したいと考えています。すべては数学と工学を通じて実現するのです。」
