为什么一位巴西机器人专家迁往西弗吉尼亚研究机器人

当Guilherme A.S. Pereira于2018年从巴西来到西弗吉尼亚大学时，他专注于一个长期使命：将新型野外与空中机器人实验室的原型概念转化为实际解决方案，以应对复杂商业挑战。在该实验室的指导下，团队正研究地面和空中机器人在未知非结构化环境中运行时的基础性难题。

从学术界到实践领域

在巴西米纳斯联邦大学执教电气工程与计算机科学15年后，Pereira对机器人的热情促使他加入西弗吉尼亚大学机械与航空航天工程系任副教授。西弗吉尼亚大学正将机器人技术视为战略增长领域，这为他提供了推动领域发展的机会。

西弗吉尼亚州以采矿业闻名，每年开采1000万吨石灰石。这些矿场规模更大且危险性更高：内部有大型卡车穿梭，支撑顶棚的支柱需定期检测裂缝。Pereira团队开发了由地面机器人与系留无人机组成的原型系统，以执行这些危险任务。

此外，该州近80%区域被森林覆盖，面临入侵性昆虫和植物物种的威胁。团队正在创建自主无人机原型，使其能在茂密森林中灵活穿梭。目标是通过配备导航技术的无人机快速扫描森林，定位有害生物，但这需要在动态环境中实现精准导航。

自主移动机器人已在工业应用中占据重要地位，但长期自主运行仍面临核心难题。Pereira指出：“环境会持续变化——森林中植物生长、季节更替；室内家具移动、人员走动。这些变化会使机器人定位和识别变得困难。”

Pereira确定了两个关键技术方向：

利用云端充足的内存和计算资源，可从数据流预生成环境地图并传输给执行任务的机器人。同时，基于CUDA（统一计算设备架构）的并行计算平台能大幅加速运动规划算法的运算。

“我们正尝试从环境获取数据并进行极速处理，使机器人能检测并避开障碍物。”Pereira解释道。

2019年，Pereira获得某机构研究奖项支持“长期机器人系统的并行与云端计算”项目。该资助使其能招募博士生推进研究，并首次在团队中成功应用云计算服务。

通过与某机构云解决方案架构师合作，团队利用云服务连接机器人、处理数据并发挥智能计算能力。架构师评价：“这项研究前瞻性地融合了云计算等其他领域的技术进展。”

Pereira展望道：“最终目标是实现机器人与人类紧密协作。核心挑战是提升机器人智能水平，确保人机共处时的安全性，让机器人成为人类的辅助工具——而非替代者，专门处理那些更适合机器执行的重复性任务。”