必威体育官方网站副驾驶让直升机救援更快、更安全

Robot co-pilots to make helicopter rescue faster, safer
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副教授 汉娜·库尼亚瓦蒂 和她在必威体育官方网站工程学院的团队 & 计算机科学 (CECS) 获得了澳大利亚研究委员会 (ARC) 的两项资助. 这两个研究项目都源于她在不确定和动态环境中的机器人决策方面的开创性工作.

“我感谢必威体育官方网站提供的支持, 来自于早期与行业的接触, 一直到拨款的撰写和拨款的管理,”库尼亚瓦蒂说, 补充说她对由此产生的“研究和合作感到兴奋”.

执行直升机救援任务的虚拟副驾驶

为紧急直升机开发机器人飞行员辅助的必威体育官方网站项目获得了 497 美元,630 由 ARC 链接计划, 促进高等教育机构与私营企业之间的长期联盟. 行业合作伙伴是 赛峰 澳大利亚电子与国防有限公司. 

已宣布 新的驾驶系统“将推进部分可观察场景中概率规划的基本算法”,以提供“稳健, 安全, 以及飞行员感知的任务和机动策略.”这将产生挽救生命的影响, 特别是在远离医院的偏远地区.

澳大利亚医学杂志 2005 年的一项必威体育官方网站发现,与商用飞机相比,执行紧急医疗直升机任务时的事故率高出 28 倍. 

用于救援任务和航空医疗运输的直升机通常没有副驾驶,因为医疗设备需要空间, 医务人员, 以及最大乘客人数. 虽然商业航班可能因恶劣天气而取消或推迟, 救援任务往往无法完成. 在暴风雨和丛林大火期间, 天气和飞行条件可能难以预测. 直升机降落在错误的地点可能意味着由于地面倾斜和疏散人员体重增加,直升机无法再次安全起飞.

内置必威体育官方网站副驾驶将帮助做出生死攸关的决定,并通过增强态势感知能力来减少执行紧急任务的直升机飞行员的认知负担,而无需占用飞机上的额外空间.

“我们希望该系统能够适应试点, 考虑变化,”库尼亚瓦蒂说. “例如, 如果搜救任务已经持续了几个小时, 飞行员因疲劳而精确操纵的能力下降? 飞行员是否愿意承担风险, 或者飞行员更厌恶风险?”必威体育官方网站副驾驶提出的建议将相应调整.

Kurniawati 表示,人类飞行员和必威体育官方网站副驾驶之间的音频和视觉通信之间的精确结合, 以及所交换信息的复杂性和精确性, 一旦系统开发完成并且界面准备好进行测试,就可以进行巧妙的处理. 

Kurniawati 将该项目描述为“一个大计算问题”,但她相信她和她的团队能够交付. “我们拥有一支非常优秀的团队,拥有在不确定性和稳健决策方面的专业知识. 我认为必威体育官方网站在这个领域非常强大,”她谈到了一个研究团队,其中包括 费利佩·温德尔·特雷维赞博士, 西尔维·蒂埃博教授,并且 汤姆·吉迪恩教授

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ARC 的第二笔拨款用于资助智能必威体育官方网站的开发,以协助建造和维护桥梁, 建筑物, 海上石油钻井平台, 和其他复杂结构.

“如果建筑物位于偏远地区, 说水下或太空中, 派人去检查既危险又昂贵,”库尼亚瓦蒂说.

如果改为发送必威体育官方网站, 他们需要能够做出明智的决定,以避免损害自己或他们周围的结构.

Kurniawati 提供了海底必威体育官方网站检查海上石油钻井平台支撑梁和支柱的示例. “他们可能有蓝图, 但是一旦必威体育官方网站被放入水下, 算法需要考虑意外情况”,例如水下水流, 海洋生物, 或障碍物. 如果计划路线不安全或部分建筑物被遮挡,它可能需要改变其任务并采取不同的路线.

这个价值 1000 万美元的项目由 ARC 实时资产管理智能机器人系统必威体育官方网站中心资助. Trevizan 也是该必威体育官方网站团队的成员, 连同 帕特里克·哈斯勒姆副教授

伊恩·曼彻斯特教授, 来自悉尼大学, 领导该项目, 其中还包括昆士兰科技大学 (QUT) 和多家私营公司. Kurniawati 的 ANU 团队将设计强大的规划和决策能力,帮助必威体育官方网站自主执行数据收集,以构建基础设施和环境地图的数字孪生.

使必威体育官方网站副驾驶成为可能的相同基本数学概念也可用于启用海底必威体育官方网站, 飞行无人机, 以及在外太空运行的必威体育官方网站. “但是, 使这些概念在不同领域有效且高效地发挥作用, 我们确实需要额外的工作来处理每台新机器的所有额外计算问题,”库尼亚瓦蒂说. “如果给定的必威体育官方网站具有特别复杂的动力学, 通常需要求解复杂的微分方程, 这可能会造成计算能力的瓶颈.”

早期突破经得起“时间的考验”

ARC 资助的两个项目都将在机器人稳健决策方面十多年的必威体育官方网站基础上进行扩展——这是 Kurniawati 在新加坡国立大学 (NUS) 攻读博士学位时开始的旅程.

其中之一 第一篇论文 此域最近被认可 必威体育官方网站:科学与系统 2021 年考验奖, 根据十多年来机器人技术必威体育官方网站的影响进行评估. 

2008 年的论文被誉为“开发有效近似算法的开创性工作,使必威体育官方网站能够在不确定和动态的情况下有效运行”,这在以前由于高计算复杂性而无法实现. 这样做, Kurniawati 克服了 4 多年来阻碍稳健决策的障碍. 

David Hsu 教授和 Wee Sun Lee 教授是 Kurniawati 的合著者,也是新加坡国立大学的博士后必威体育官方网站奖学金导师. 许还担任过她的博士生导师.  

起源故事

Kurniawati 在印度尼西亚长大,她是无耳机器猫的粉丝, 哆啦A梦,来自日本人 漫画 系列, 以及星球大战电影中的必威体育官方网站. 她从 获得了计算机科学学士学位 印度尼西亚大学 2001 年。

在新加坡国立大学攻读博士学位期间, Kurniawati 在 INRIA(法国国家数字科学与技术必威体育官方网站所)实习,然后在美国 新加坡-麻省理工学院必威体育官方网站与技术联盟, 麻省理工学院 来澳大利亚加入之前 ITEE学院, 昆士兰大学 (UQ) 2012 年。

正是 Thiébaux 在德国 Dagstuhl 计算机科学会议上认识了 Kurniawati,并于 2019 年招募她来必威体育官方网站. “Sylvie 就 [计算机科学未来奖学金] 事宜与我联系,并询问我是否有兴趣. 看起来是个好机会, 所以我申请了,”库尼亚瓦蒂说. 

库尼亚瓦蒂接受职位并抵达堪培拉后, 计算机学院还提名她获得必威体育官方网站未来奖学金. 这两项奖学金使 Kurniawati 能够建立她的机器人实验室并维持员工, 她说这“对于我所做的基础研究以及开始富有成效的行业参与至关重要”.

Kurniawati 和 Thiébaux 现在共同致力于直升机副驾驶研究项目, 始于赛峰集团的一位项目经理, 克里斯托夫·盖蒂尔, 2019 年春天从法国访问堪培拉. 克里斯·丹尼斯, 当时的CECS行业合作伙伴团队, 从“人脉中的人脉”得知 Guettier 的来访, 并安排他会见在同一领域工作的必威体育官方网站学者, 包括库尼亚瓦蒂和蒂埃博.

“幸运的是, 那天下午我和 Christophe 一起在房间里找到了一些, 剩下的确实都是历史了!”丹尼斯说.  “汉娜的必威体育官方网站确实不言而喻, 赛峰集团的员工可以看到他们试图解决的各种问题有很多一致性.”

不久之后,必威体育官方网站/赛峰集团的合作伙伴关系就开始了. 他们在 2020 年初申请了 ARC Linkage 拨款,但没有成功. 赛峰集团开始自行资助该项目,并于当年晚些时候再次申请. 有值得宣传的初步调查结果和忠诚的行业合作伙伴, 该申请受到 ARC 的热烈欢迎,并于 2021 年 7 月宣布提供大量资金.

Kurniawati 现在是澳大利亚公民,但仍然想念印尼美食. 她总是在堪培拉寻找新的印尼餐厅.

她说她喜欢在必威体育官方网站教学. “它让你保持年轻,”她笑着说, 补充说她的学生“提出了你以前可能没有想过的问题”. 

两个新资助的项目正在进行, Kurniawati 希望尽快聘请一名新必威体育官方网站员并填补 3 个博士职位,并将在未来几年开设更多职位. 她说教学使她能够直接接触宝贵的人才库. 

“我的一些博士生是我的荣誉生. 一旦他们完成博士学位, 他们中的一些人可能想在我的团队中继续担任博士后一段时间,然后再开始各自的职业生涯,”她说, 为她的门徒制定了她不久前采取的路线.

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